論文の概要: Transverse Recoil Imprinted on Free-Electron Radiation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.04383v2
• Date: Mon, 26 Aug 2024 22:36:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-28 19:58:52.971536
• Title: Transverse Recoil Imprinted on Free-Electron Radiation
• Title（参考訳）: 自由電子線に印加された横型リコイル
• Authors: Xihang Shi, Lee Wei Wesley Wong, Sunchao Huang, Liang Jie Wong, Ido Kaminer,
• Abstract要約: 自由電子X線放射の現象はほとんど古典的電磁力学でのみ扱われる。 ここでは、このエネルギー格差をバイパスする電子放射の基本的な現象を同定する。 この現象は結晶によって媒介される自由電子放射の特性を著しく変化させる。 これらの量子放射特性は、ナノフォトニクスと量子光学によって促進されるコンパクトなコヒーレントX線源の開発を導く可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Phenomena of free-electron X-ray radiation are treated almost exclusively with classical electrodynamics, despite the intrinsic interaction being that of quantum electrodynamics. The lack of quantumness arises from the vast disparity between the electron energy and the much smaller photon energy, resulting in a small cross-section that makes quantum effects negligible. Here we identify a fundamentally distinct phenomenon of electron radiation that bypasses this energy disparity, and thus displays extremely strong quantum features. This phenomenon arises when free-electron transverse scattering occurs during the radiation process, creating entanglement between each transversely recoiled electron and the photons it emitted. This phenomenon profoundly modifies the characteristics of free-electron radiation mediated by crystals, compared to conventional classical analysis and even previous quantum analysis. We also analyze conditions to detect this phenomenon using low-emittance electron beams and high-resolution X-ray spectrometers. These quantum radiation features could guide the development of compact coherent X-ray sources facilitated by nanophotonics and quantum optics.
• Abstract（参考訳）: 自由電子X線放射の現象は、量子電気力学の現象である固有の相互作用にもかかわらず、古典的な電磁力学でほとんど排他的に扱われる。 量子性の欠如は、電子エネルギーとずっと小さな光子エネルギーとの間の大きな相違から生じ、量子効果を無視できる小さな断面積をもたらす。 ここでは、このエネルギー格差を回避し、非常に強い量子特性を示す、根本的に異なる電子放射現象を同定する。 この現象は、放射過程中に自由電子の逆散乱が起こり、各逆転した電子と放出した光子との間の絡み合いが生じる。 この現象は、従来の古典的分析やそれ以前の量子解析と比較して、結晶によって媒介される自由電子放射の特性を著しく変化させる。 また、低エミタンス電子ビームと高分解能X線分光計を用いて、この現象を検出する条件も分析した。 これらの量子放射特性は、ナノフォトニクスと量子光学によって促進されるコンパクトなコヒーレントX線源の開発を導く可能性がある。

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