論文の概要: Nonstationary Laguerre-Gaussian states in magnetic field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15899v2
• Date: Fri, 10 Jan 2025 15:32:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-13 18:45:02.620390
• Title: Nonstationary Laguerre-Gaussian states in magnetic field
• Title（参考訳）: 磁場中における非定常ラゲール・ガウス状態
• Authors: G. K. Sizykh, A. D. Chaikovskaia, D. V. Grosman, I. I. Pavlov, D. V. Karlovets,
• Abstract要約: 本研究では, 縦磁場中における非定常ラゲール・ガウス状態を示す。 NSLG状態の電子パケットのr.m.s.半径はランダウ状態よりもかなり大きな値で時間的に振動する。 この振動の量子効果は境界条件によるもので、様々な問題で観測できる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The Landau states of electrons with orbital angular momentum in magnetic fields are important in the quantum theories of metals and of synchrotron radiation at storage rings, in relativistic astrophysics of neutron stars, and in many other areas. In realistic scenarios, electrons are often born inside the field or injected from a field-free region, requiring nonstationary quantum states to account for boundary or initial conditions. This study presents nonstationary Laguerre-Gaussian (NSLG) states in a longitudinal magnetic field, characterizing vortex electrons after their transfer from vacuum to the field. Comparisons with Landau states and calculations of observables such as mean energy and r.m.s. radius show that the r.m.s. radius of the electron packet in the NSLG state oscillates in time around a significantly larger value than that of the Landau state. This quantum effect of oscillations is due to boundary conditions and can potentially be observed in various problems, particularly when using magnetic lenses of electron microscopes and linear accelerators. Analogies are drawn between a quantum wave packet and a classical beam of many particles in phase space, including the calculation of mean emittance of the NSLG state as a measure of their quantum nature.
• Abstract（参考訳）: 磁場中の軌道角運動量を持つ電子のランダウ状態は、金属の量子論や保存環でのシンクロトロン放射、中性子星の相対論的天体物理学、その他多くの領域において重要である。 現実的なシナリオでは、電子はしばしばフィールド内で生まれ、またはフィールドのない領域から注入され、境界条件や初期条件を説明するために非定常量子状態を必要とする。 本研究では,非定常ラゲール・ガウス状態(NSLG)を縦磁場中で示し,真空から磁場への移動後に渦電子を特徴付ける。 ランダウ状態との比較や平均エネルギーやr.m.s.半径などの観測可能な天体の計算は、NSLG状態の電子パケットのr.m.s.半径がランダウ状態よりもかなり大きな値で時間的に振動することを示している。 この振動の量子効果は境界条件によるものであり、特に電子顕微鏡や線形加速器の磁気レンズを使用する場合、様々な問題で観測できる可能性がある。 位相空間における多くの粒子の量子波パケットと古典ビームの間には、その量子的性質の尺度としてNSLG状態の平均発光の計算を含むアナロジーが描かれる。

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