論文の概要: Spin-Textured Neutron Beams with Orbital Angular Momentum
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.12419v3
- Date: Thu, 6 Apr 2023 16:51:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 18:01:02.636024
- Title: Spin-Textured Neutron Beams with Orbital Angular Momentum
- Title（参考訳）: 軌道角運動量を持つスピンテキスト中性子ビーム
- Authors: Quan Le Thien, Sam McKay, Roger Pynn and Gerardo Ortiz
- Abstract要約: スピンエコ変調小角中性子散乱(SEMSANS)技術を支える厳密な理論的枠組みを提案する。
我々は、磁気ウォラストンプリズムとして知られる複屈折中性子スピン偏極デバイスを介して、軌道角運動量(OAM)を持つスピンテクスチャー中性子ビームを生成するために、この技術をどのように拡張できるかを示す。
- 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 present a rigorous theoretical framework underpinning the technique of
spin-echo modulated small-angle neutron scattering (SEMSANS), and show how the
technique can be extended in order to generate spin-textured neutron beams with
orbital angular momentum (OAM) via birefringent neutron spin-polarization
devices known as magnetic Wollaston prisms. Neutron OAM beams are
mathematically characterized by a ``cork-screw'' phase singularity $e^{i \ell
\phi}$ about the propagation axis where $\ell$ is the OAM quantum number. To
understand the precise relationship between the emergent OAM state and the
variety of spin textures realized by various setups, we have developed a
path-integral approach that in the interferometric limit makes a judicious use
of magnetic Snell's law. We show that our proposed technique produces a complex
two-dimensional pattern of spin-OAM entangled states which may be useful as a
probe of quantum magnetic materials. We compare our path-integral approach to
the well-known single-path Larmor precession model and present a pedagogical
derivation of magnetic Snell's law of refraction for both massive and massless
particles based on Maupertuis's action principle.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、スピンエコ変調小角中性子散乱法(SEMSANS)を基礎とする厳密な理論枠組みを提案し、磁気ウォラストンプリズムとして知られる複屈折中性子スピン偏光デバイスを介して軌道角運動量(OAM)を持つスピンテクスチャ中性子ビームを生成する方法を示す。
中性子OAMビームは、OAM量子数が$\ell$となる伝播軸に関する 'cork-screw'' 相特異点$e^{i \ell \phi}$ によって数学的に特徴づけられる。
様々な設定で実現されたスピンテクスチャと創発性OAM状態の正確な関係を理解するために, 干渉計の極限において磁気スネルの法則を法則的に活用する経路積分法を開発した。
提案手法は,スピン-OAM交絡状態の複雑な2次元パターンを生成し,量子磁気材料のプローブとして有用であることを示す。
我々は,この経路積分的アプローチをよく知られた単経路ラーモア・プレスションモデルと比較し,maupertuis の作用原理に基づく大質量粒子と無質量粒子の両方に対する磁気スネルの屈折の法則の教育的導出を示す。
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