We derive a model describing the Casimir-Polder (CP) interaction between a dielectric surface and an extended particle. The Born series expansion for the scattering Green function is used to stimate the force density acting at each point of the particle. This method can be used to explain matter-wave interference patterns when, e.g., a beam of large organic molecules passes a dielectric grating.
We furthermore consider matter-wave scattering off dielectric surfaces to estimate the influence of CP forces on the interference pattern. We reconstruct the interaction potential from the interference pattern by additional measurements: first, the phase information encoded in the matter wave is mapped out by an implementation of Hartmann-Shack sensor for neutral matter waves. Together with, second, tomographic reconstruction of spatial dependence of the interaction potential, the polarisability of the interfering particle can be estimated.
Wir leiten ein Modell zur Beschreibung der Casimir-Polder (CP) Wechselwirkung zwischen dielektrischen Oberflächen und ausgedehnten Teilchen her. Dazu benutzen wir die Born Reihenentwicklung für den Streuanteil der Greenschen Funktion um eine Kraftdichte zu bestimmen, welche an jedem Punkt des Teilchens angreift. Mittels dieses Modells können Materiewellen Interferenzmuster erklärt werden, welche zum Beispiel entstehen, wenn ein Strahl aus großen organischen Molekülen durch ein dielektrisches Gitter fliegt.
Darüberhinaus betrachten wir die Materiewellenstreuung an dielektrischen Oberflächen um den Einfluss der CP Kraft auf die Interferenzmuster zu bestimmen. Wir rekonstruktieren das Wechselwirkungspotential aus den Interferenzmustern durch zusätzliche Messverfahren: Als erstes wird die Phaseninformation der Materiewelle durch einen für Materiewellen angepassten Hartmann- Shack Sensor ausgelesen. Zweitens kann durch eine tomographische Rekonstruktion der räumlichen Abhängigkeit des Wechselwirkungspotentials die Polarisierbarkeit des interfererierenden Teilchens bestimmt werden.