論文の概要: Relativistic Landau quantization in non-uniform magnetic field and its applications to white dwarfs and quantum information

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.09543v1
• Date: Mon, 18 Oct 2021 18:00:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 04:10:11.558239
• Title: Relativistic Landau quantization in non-uniform magnetic field and its applications to white dwarfs and quantum information
• Title（参考訳）: 非一様磁場中における相対論的ランダウ量子化とそのホワイトドワーフおよび量子情報への応用
• Authors: Srishty Aggarwal (IISc), Banibrata Mukhopadhyay (IISc), Gianluca Gregori (Oxford)
• Abstract要約: 定磁場の場合のランダウ準位の縮退は、磁場が変動する場合に解離する。 また、異なる磁場は、正の角運動量から正の角運動量からゼロの角運動量を持つ電子のランダウ準位を分割する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the two-dimensional motion of relativistic cold electrons in the presence of `strictly' spatially varying magnetic fields satisfying, however, no magnetic monopole condition. We find that the degeneracy of Landau levels, which arises in the case of the constant magnetic field, lifts out when the field is variable and the energy levels of spin-up and spin-down electrons align in an interesting way depending on the nature of change of field. Also the varying magnetic field splits Landau levels of electrons with zero angular momentum from positive angular momentum, unlike the constant field which only can split the levels between positive and negative angular momenta. Exploring Landau quantization in non-uniform magnetic fields is a unique venture on its own and has interdisciplinary implications in the fields ranging from condensed matter to astrophysics to quantum information. As examples, we show magnetized white dwarfs, with varying magnetic fields, involved simultaneously with Lorentz force and Landau quantization affecting the underlying degenerate electron gas, exhibiting a significant violation of the Chandrasekhar mass-limit; and an increase in quantum speed of electrons in the presence of a spatially growing magnetic field.
• Abstract（参考訳）: 相対論的冷電子の「狭く」空間変化磁場の存在下での2次元運動について検討するが,磁気単極状態は存在しない。 一定の磁場の場合に生じるランダウ準位の縮退は、磁場が変化し、スピンアップおよびスピンダウン電子のエネルギー準位が磁場の変化の性質に応じて興味深い方法で整列するときに持ち上がることが判明した。 また、変化する磁場は正の角運動量からゼロの角運動量を持つランダウ電子準位を分割するが、正の角モーメントと負の角モーメントのレベルだけを分割できる定磁場とは対照的である。 非一様磁場におけるランダウ量子化の探索は、独自のベンチャーであり、凝縮物質から天体物理学、量子情報まで、分野における学際的な意味を持つ。 例えば、磁場が変化する磁化白色小星は、下層の縮退する電子ガスに影響を与えるローレンツ力とランダウ量子化と同時に関与し、チャンドラセカール質量限界の重大な違反を示し、空間的に成長する磁場の存在下での電子の量子速度の増加を示す。

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