論文の概要: "half-electron (e/2)" -- free electron fractional charge induced by twisted light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.00723v1
• Date: Mon, 1 Jan 2024 10:50:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-03 16:09:46.580984
• Title: "half-electron (e/2)" -- free electron fractional charge induced by twisted light
• Title（参考訳）: 「半電子(e/2)」-ねじれ光によって誘起される自由電子分数電荷
• Authors: Yiming Pan, Ruoyu Yin, Yongcheng Ding, Daniel Podolsky, Bin Zhang
• Abstract要約: 超高速電子-光相互作用における自由電子電荷の探索フレームワークを提案する。 分数自由電子の明示的なジャッキー・レビ溶液は、ツイストレーザー場によって構成される。 半電子を検出するためのアハロノフ・ボーム干渉法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8513356624574564
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Recent advances in ultrafast electron emission, microscopy, and diffraction reveal our capacity to manipulate free electrons with remarkable quantum coherence using light beams. Here, we present a framework for exploring free electron fractional charge in ultrafast electron-light interactions. An explicit Jackiw-Rebbi solution of free electron is constructed by a spatiotemporally twisted laser field, showcasing a flying topological quantum number with a fractional charge of e/2 (we call it "half-electron"), which is dispersion-free due to its topological nature. We also propose an Aharonov-Bohm interferometry for detecting these half-electrons. The half-electron is a topologically protected bound state in free-space propagation, expands its realm beyond quasiparticles with fractional charges in materials, enabling to advance our understanding of exotic quantum and topological effects of free electron wavefunction.
• Abstract（参考訳）: 超高速電子放出、顕微鏡、回折の最近の進歩により、光線を用いた量子コヒーレンスで自由電子を操作する能力が明らかになった。 本稿では,超高速電子-光相互作用における自由電子分数電荷の探索フレームワークを提案する。 自由電子の明確なジャッキウレブビ解は、時空間的にねじれたレーザー場によって構成され、空飛ぶ位相量子数をe/2の分数電荷で示している(我々はこれを「半電子」と呼ぶ)。 また,これらの半電子を検出するためのアハルノフ・ボーム干渉法を提案する。 半電子は、自由空間の伝播において位相的に保護された境界状態であり、その領域を準粒子を超えて物質中の分数電荷で拡張し、自由電子波動関数のエキゾチック量子と位相効果の理解を深める。

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