Концепция закрученных атомных пучков проистекает из аналогичного подхода с закрученными фотонными пучками, которые в настоящее время используются, например, в качестве оптического пинцета. Позже она была распространена на закрученные электронные пучки, которые используются для улучшения магнитного картирования биологических образцов и магнитных полей. материалы с помощью скрученной электронной микроскопии.Авторы сфокусировались на пучке из закрученных двухуровневых атомов, возбуждаемых лазерным полем.
Они создали теоретическую конструкцию, используя уравнение, называемое нерелятивистским уравнением Шредингера, для атомов, которые движутся намного медленнее скорости света. Айрапетян и его коллеги решили это уравнение, приняв во внимание направления распространения как атомных, так и лазерных лучей. Наложив множество плоских волн с четко определенными амплитудами, они создали пучки Бесселя для двухуровневых атомов, которые резонансно взаимодействуют с лазерным полем.Авторы подтвердили, что их атомные пучки удовлетворяют двум основным характеристикам пучков Бесселя.
Во-первых, они показали, что эти лучи несут ненулевой орбитальный угловой момент, отраженный вращением волнового фронта луча вокруг оси распространения подобно штопору. Во-вторых, сделав снимок интенсивности атомного пучка, они продемонстрировали, что эти пучки не распространяются вдоль оси распространения.
Более того, они могли управлять профилем ведомых лазером атомных пучков Бесселя, настраивая параметры как атомных, так и лазерных пучков.