論文の概要: Nonstationary Laguerre-Gaussian states vs Landau ones: choose your fighter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15899v1
• Date: Wed, 27 Sep 2023 18:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-29 19:19:32.872695
• Title: Nonstationary Laguerre-Gaussian states vs Landau ones: choose your fighter
• Title（参考訳）: laguerre-gaussian states vs landau states: choose your fighter
• Authors: G.K. Sizykh, A.D. Chaikovskaia, D.V. Grosman, I.I. Pavlov, and D.V. Karlovets
• Abstract要約: 非定常ラゲール・ガウス(NSLG)は、自由空間から場への移動後に渦電子を適切に特徴づける。 NSLG状態の特性を調査し,ランダウ状態との関係を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Although the widely used stationary Landau states describe electrons with a definite orbital angular momentum (OAM) in a magnetic field, it is the lesser known nonstationary Laguerre-Gaussian (NSLG) states that appropriately characterize vortex electrons after their transfer from free space to the field. The reason is boundary conditions lead to oscillations of the r.m.s. radius (the transverse coherence length) of the electron packet that has entered a solenoid. We comprehensively investigate properties of the NSLG states and establish their connections with the Landau states. For instance, we show that the transverse coherence length of an electron in the field usually oscillates around a value greatly exceeding the Landau state coherence length. We also discuss sensitivity of the NSLG states to a small misalignment between the propagation axis of a free electron and the field direction, which is inevitable in a real experiment. It is shown that for any state-of-the-art parameters, the corrections to the observables are negligible, and the electron OAM stays robust to a small tilt of the propagation axis. Finally, we draw analogies between a quantum wave packet and a classical beam of many particles in phase space, calculating the mean emittance of the NSLG states, which acts as a measure of their quantum nature.
• Abstract（参考訳）: 広く用いられる定常ランダウ状態は、磁場中に一定の軌道角運動量(OAM)を持つ電子を記述しているが、非定常ラゲール・ガウス状態(NSLG)は、自由空間から磁場への移動後に渦電子を適切に特徴づける。 その理由は、境界条件がソレノイドに入った電子パケットのr.m.s.半径(横コヒーレンス長さ)の振動に繋がるからである。 NSLG状態の性質を包括的に調査し,ランダウ状態との関係を確立する。 例えば、磁場中の電子の直交コヒーレンス長は、通常、ランダウ状態コヒーレンス長さを大きく超える値の周りで振動する。 また, 実実験では避けられない自由電子の伝播軸と場方向との小さな不一致に対するnslg状態の感度についても検討した。 いかなる最先端パラメータに対しても、観測対象への補正は無視可能であり、電子OAMは伝播軸の小さな傾きに頑健であることが示されている。 最後に、位相空間における多くの粒子の古典ビームと量子波パケットの類似性を図り、NSLG状態の平均放射率を計算し、その量子的性質の尺度として機能する。

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