Hologramas que no sean de luz

Sí, la holografía de electrones es posible y es un campo de investigación emocionante y en crecimiento dentro de la física de campos fuertes. La forma más agradable de hacer esto es a través de la holografía inducida por láser, en la que se usa un fuerte campo láser para ionizar una molécula y luego conducir el fotoelectrón de vuelta al ion para que vuelva a chocar. Los experimentos iniciales observaron la forma en que la función de onda se dispersaba del ion molecular para tratar de reconstruir su forma, un principio que ahora se denomina difracción de electrones inducida por láser.

La holografía de electrones inducida por láser, por otro lado, ahora también es posible. Aquí, la onda de electrones ahora es lo suficientemente estable como para que la función de onda dispersa interfiera visiblemente con la parte no dispersa, y esto crea un holograma complicado en el espectro de fotoelectrones de campo lejano. El sueño aquí es simplemente leer un espectro de fotoelectrones y volver a transformarlo en aspectos de la imagen de la molécula objetivo: las posiciones de los núcleos, la densidad electrónica y, con suerte, incluso el propio orbital ionizado. A medida que se desarrolla el campo, ha quedado claro que esto es un poco difícil, porque el movimiento de los electrones en campos fuertes puede ser muy complejo, pero al menos podemos realizar simulaciones TDSE que coincidan con los hologramas medidos. La imagen holográfica de las moléculas aún está lejos.

El tipo de imagen que obtienes de esto se ve así:

donde los objetivos son átomos de gas noble, fotografiados en

Y. Huismans et al. Holografía resuelta en el tiempo con fotoelectrones. Ciencia 331 núm. 6013 (2011), págs. 61 , hal-00553330 .

Para una buena revisión, vea

Holografía de fotoelectrones atómicos y moleculares en campos láser intensos. Xue-Bin Bian y André D. Bandrauk. Chino J. Phys. 52 (2014) pág. 569 .

No hay nada en particular de mecánica cuántica en el principio general de la holografía. Existe, por ejemplo, algo así como la holografía acústica, que es completamente explicable en términos de interferencia y difracción de ondas clásicas. Los láseres se utilizan en la holografía óptica "tradicional" porque proporcionan una fuente de luz de frecuencia fija.

La holografía acústica consiste en "obtener imágenes" del campo de sonido producido por un objeto en vibración, como el motor de un automóvil. En la holografía acústica, las mediciones se realizan en el "campo cercano" de una fuente de sonido (es decir, lo suficientemente cerca como para que la interferencia y la difracción entre las ondas de sonido generadas por diferentes partes del objeto sean importantes). En lugar de una placa fotográfica, la holografía acústica utiliza una matriz plana de micrófonos para muestrear la magnitud y la fase del campo de sonido producido por la fuente, a una frecuencia particular. La reconstrucción del campo de sonido de la fuente a partir de los datos se realiza mediante una retropropagación matemática a partir de los datos recopilados en la matriz.

Aquí hay un enlace a un artículo.

eso entra un poco más en detalle sobre cómo funciona la holografía acústica.

No puedo comentar sobre su pregunta específica (holografía electrónica) ya que está fuera de mi experiencia, pero como probablemente sepa, son las propiedades de onda de la propagación de electrones (longitud de onda de De Broglie) las que hacen posible la microscopía electrónica. Entonces, dada la configuración adecuada para capturar la magnitud y la fase del campo de onda de electrones causado por la dispersión de una fuente extendida, en principio debería ser posible hacer una holografía de electrones.

Sí, esto se puede (y se ha hecho) con electrones. Es una forma común de producir paquetes de ondas de electrones libres con momento angular orbital. La gente usa la holografía para hacer rayos de luz con un momento angular orbital, el rayo tiene un parche oscuro en el medio y una circulación de fase interesante alrededor del tubo interior oscuro. Y pueden hacer haces idénticos para electrones (con un parche oscuro en el medio y una circulación de fase interesante alrededor del tubo interior oscuro) utilizando técnicas holográficas idénticas. Las rejillas de difracción se ven exactamente iguales cuando intenta obtener exactamente el mismo efecto. Excepto que el espaciado es diferente porque la longitud de onda es diferente para estar en línea con la longitud de onda de De-Broglie de los electrones.

Todo lo que necesita hacer es grabar algún material para que sea más delgado en algunas partes que en otras para que haya una diferencia de fase entre la transmisión a través de la parte grabada y la transmisión a través de la parte sin grabar (difracción de transmisión). La holografía asume un haz coherente, por lo que también necesita la óptica de electrones para obtener un buen haz, pero nuevamente, ya se ha hecho.