論文の概要: Generation of $γ$-photons and pairs with transverse orbital angular momentum via spatiotemporal optical vortex pulse
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.16414v1
- Date: Mon, 25 Mar 2024 04:17:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-26 16:07:18.758523
- Title: Generation of $γ$-photons and pairs with transverse orbital angular momentum via spatiotemporal optical vortex pulse
- Title（参考訳）: 時空間光渦パルスによるγ$-光子と横軌道角運動量を持つペアの生成
- Authors: Cui-Wen Zhang, De-Sheng Zhang, Bai-Song Xie,
- Abstract要約: 我々は、本質的横軌道運動量(TOAM)を持つ、よく加工された$-photonsとペアの生成を提示する。
STOVパルスのTOAMはほとんど変化せず、TOAMはCMF(Central-of-mass frame)に保存されている。
高エネルギー電子の初期エネルギーの増加は、両方のフレームにおける$gamma$-photons と positrons の両方に対するTOAMの増強につながる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.108420236697157
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present the generation of well-collimated $\gamma$-photons and pairs with extrinsic transverse orbital angular momentum (TOAM) through the head-on collision of an intense spatiotemporal optical vortex (STOV) pulse carrying intrinsic TOAM with a high-energy electron beam. It is found that the TOAM of STOV pulse remains almost unchanged, and the TOAM is conserved in the center-of-mass frame (CMF). Moreover, there exhibits duality for particles TOAM in the CMF and laboratory frame (LF) when the initial location of high-energy electron beam is different. Furthermore, the TOAM of $\gamma$-photons in the CMF increases while that of positrons decreases as the topological charge of STOV pulse increases, whereas in the LF, the TOAM of both $\gamma$-photons and positrons decreases. And the result under the same pulse intensity is better than that under the same pulse energy. The increase in the initial energy of high-energy electrons leads to an enhancement of the TOAM for both $\gamma$-photons and positrons in both frames. $\gamma$-photons and electrons/positrons with TOAM as a new degree of freedom maybe have an extensive applications in optical communication, astrophysics and nanomaterials and so on.
- Abstract（参考訳）: 我々は、高エネルギー電子ビームを内在するTOAM(STOV)パルスのヘッドオン衝突により、高収率の$\gamma$-photonsと外向軌道角運動量(TOAM)のペアを生成する。
STOVパルスのTOAMはほとんど変化せず、TOAMはCMF(Central-of-mass frame)に保存されている。
さらに、高エネルギー電子ビームの初期位置が異なる場合、CMFおよび実験室フレーム(LF)における粒子TOAMの双対性を示す。
さらに、CMF中の$\gamma$-photonsのTOAMは増加し、STOVパルスのトポロジカル電荷が増加するにつれてポジトロンのTOAMは減少し、LFでは$\gamma$-photonsとpositronsのTOAMは減少する。
そして、同じパルス強度以下の結果は、同じパルスエネルギー以下の結果よりも優れている。
高エネルギー電子の初期エネルギーの増加は、両方のフレームにおける$\gamma$-photons と positrons の両方に対するTOAMの増強につながる。
TOAMを新しい自由度とする$$\gamma$-photonsと電子/陽電子は、光学通信、天体物理学、ナノマテリアルなどに幅広い応用をもたらす可能性がある。
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