論文の概要: Smith-Purcell radiation of a vortex electron

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.00278v2
• Date: Fri, 12 Mar 2021 20:58:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 06:54:40.911655
• Title: Smith-Purcell radiation of a vortex electron
• Title（参考訳）: 渦電子のsmith-purcell放射
• Authors: Andrey Pupasov-Maksimov and Dmitry Karlovets
• Abstract要約: 渦電子による導電格子からのスミス・パーセル放射について検討した。 エネルギーは電荷、磁気モーメント、電気四極子モーメントからの寄与を含んでいる。 電子の渦性は非相対論的かつ適度な相対論的電子に対して検出可能な効果をもたらすことが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study Smith-Purcell radiation from a conducting grating generated by a vortex electron with an orbital angular momentum $\ell \hbar$, described as a generalized Laguerre-Gaussian packet, which has an intrinsic magnetic dipole moment and an electric quadrupole moment. By using a multipole expansion of the electromagnetic field of such an electron, we employ a generalized surface-current method, applicable for a wide range of parameters. The radiated energy contains contributions from the charge, from the magnetic moment, and from the electric quadrupole moment, as well as from their interference. The quadrupole contribution grows as the packet spreads while propagating, and it is enhanced for large $\ell$. In contrast to the linear growth of the radiation intensity from the charge with a number of strips $N$, the quadrupole contribution reveals an $N^3$ dependence, which puts a limit on the maximal grating length for which the radiation losses stay small. We study spectral-angular distributions of the Smith-Purcell radiation both analytically and numerically and demonstrate that the electron's vorticity can give rise to detectable effects for non-relativistic and moderately relativistic electrons. On a practical side, preparing the incoming electron's state in a form of a non-Gaussian packet with a quadrupole moment -- such as the vortex electron, an Airy beam, a Schr\"odinger cat state, and so on -- one can achieve quantum enhancement of the radiation power compared to the classical linear regime. Such an enhancement would be a hallmark of a previously unexplored quantum regime of radiation, in which non-Gaussianity of the packet influences the radiation properties much stronger than the quantum recoil.
• Abstract（参考訳）: 固有磁気双極子モーメントと電気四極子モーメントを有する一般化Laguerre-Gaussianパケットとして記述された、軌道角運動量$\ell \hbar$の渦電子による導電格子からのSmith-Purcell放射について検討した。 このような電子の電磁界の多極展開を用いて、広い範囲のパラメータに適用可能な一般化された表面電流法を用いる。 放射されたエネルギーは電荷、磁気モーメント、電気四極子モーメント、およびそれらの干渉からの寄与を含んでいる。 パケットが伝播するにつれて四極子の寄与は増大し、大きな$\ell$ で拡張される。 電荷からの放射強度がn$の帯状帯で直線的に増加するのとは対照的に、四重極の寄与はn^3$依存性を示し、放射損失が小さい最大格子長に限界を与える。 我々はSmith-Purcell放射のスペクトル-角分布を解析的にも数値的にも研究し、電子の渦性が非相対論的かつ適度な相対論的電子に対する検出可能な効果をもたらすことを示した。 現実的には、入射電子の状態は、渦電子、エアリービーム、シュル=オディンガー猫状態などの四極子モーメントを持つ非ガウシアンパケットの形で準備され、古典的な線形状態と比較して放射能の量子的な向上を達成することができる。 このような拡張は、パケットの非ガウシアン性が量子反動よりも強い放射特性に影響を及ぼす、これまで未調査だった放射の量子構造の特徴である。

関連論文リスト

• Foldy-Wouthuysen transformation and multiwave states of a graphene electron in external fields and free (2+1)-space [91.3755431537592]
  静電場中のグラフェン電子は、非拡散コヒーレントビームを定義する多波長ヘルミテ-ガウス状態に存在する。 エルミート・ガウスビームは自由空間においても存在することが証明されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-07T17:03:00Z)
• Inelastic Electron Scattering at a Single-Beam Structured Light Wave [0.0]
  我々は, 急速電子波束の非弾性散乱をHermite-Gaussian光線で示す。 この効果は、構造化された電界の広大な風景を利用して、電子波束を操作するための新しいプラットフォームを開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-20T14:04:22Z)
• Quantum interaction of sub-relativistic aloof electrons with mesoscopic samples [91.3755431537592]
  相対論的電子は、ナノメートルサイズの試料と相互作用する際に、非常にわずかな波長のパケット歪みと無視可能な運動量リコイルを経験する。 古典的な点電荷として高速電子をモデル化することは、エネルギー損失スペクトルの極めて正確な理論的予測を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-14T15:22:37Z)
• The passage of a vortex electron over an inclined grating [0.0]
  非同軸状態における電気四極子モーメントを持つ形状の電子波パケットの傾斜通路からのスミス・パーセル放射について検討した。 単一電子状態における格子の異なる方向に対する放射を比較することで、波束形状の影響を実験的に観察することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-23T16:44:49Z)
• Motion-induced radiation due to an atom in the presence of a graphene plane [62.997667081978825]
  静電グラフェンプレートの存在下での原子の非相対論的運動による運動誘起放射について検討した。 本研究は, プレート近傍に原子が接近し, 垂直な方向に沿って振動すると, 放射の確率が増大することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-15T14:15:23Z)
• Vortex particles in axially symmetric fields and applications of the quantum Busch theorem [0.0]
  渦の粒子は加速し、集中し、操舵し、閉じ込められ、また方位対称場やトラップに保存されることを示す。 この定理は、イオンの電荷状態を変えるために用いられる磁化ストリップフォイルを用いて、渦イオンと陽子をどうやって生成できるかを記述するものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-10T15:25:13Z)
• Saturation of Energy Levels of the Hydrogen Atom in Strong Magnetic Field [0.0]
  磁場の非制限成長下での水素原子の低エネルギーレベルの制限値の有限性が既に達成されていることを示す。 我々は,アディバティック(対角)近似を用いてシュリンガー方程式を解く際に現れる有効ポテンシャルについて検討する。 ポイントライクな電荷の(有効)ポテンシャルは、VPによって提供されるスクリーニングの増大により、非特異なままである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-10T13:11:18Z)
• Non-linear quantum effects in electromagnetic radiation of a vortex electron [0.0]
  光や物質と大きな空間的コヒーレンスを持つ電子の相互作用をどう解釈するかという議論がある。 軌道角運動量を持つ非相対論的渦電子からのスミス・パーセル放射実験を提案する。 このような非線形効果は単一電子に対して観測されることはなく、検出された場合、波状パケットにおける電荷の非点の性質の目印となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-07T15:36:47Z)
• Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
  分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。 ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。 この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-31T01:48:57Z)
• General quantum-mechanical solution for twisted electrons in a uniform magnetic field [68.8204255655161]
  一様磁場におけるねじれ(および他の構造を持つ)準軸電子の理論が展開される。 自由空間から磁場に侵入する軌道角運動量と反対方向の相対論的ラゲール・ガウスビームの異なる挙動の観測可能な効果を予測した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-13T16:35:10Z)
• Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
  我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。 以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。