論文の概要: New Angular Momentum Conservation Laws for Gauge Fields in QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.02143v1
- Date: Fri, 3 May 2024 14:44:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-05-06 12:36:11.035958
- Title: New Angular Momentum Conservation Laws for Gauge Fields in QED
- Title（参考訳）: QEDにおけるゲージフィールドの新しい角運動量保存法
- Authors: Farhad Khosravi, Li-Ping Yang, Pronoy Das, Zubin Jacob,
- Abstract要約: 我々は、線型運動量に対する連続関係の形で、ディラック・マクスウェル場に対する角運動量の新しい局所保存則を導出した。
我々は、スピン-OAM相互作用とマクスウェル-ディラック場間の角運動量交換の局所力学に光を当てた。
この結果は、ゲージボソンのスピンに関連する現象に光を当てる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5249435285717095
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum electrodynamics (QED) deals with the relativistic interaction of bosonic gauge fields and fermionic charged particles. In QED, global conservation laws of angular momentum for light-matter interactions are well-known. However, local conservation laws, i.e. the conservation law of angular momentum at every point in space, remain unexplored. Here, we use the QED Lagrangian and Noether's theorem to derive a new local conservation law of angular momentum for Dirac-Maxwell fields in the form of the continuity relation for linear momentum. We separate this local conservation law into four coupled motion equations for spin and orbital angular momentum (OAM) densities. We introduce a helicity current tensor, OAM current tensor, and spin-orbit torque in the motion equations to shed light on on the local dynamics of spin-OAM interaction and angular momentum exchange between Maxwell-Dirac fields. We elucidate how our results translate to classical electrodynamics using the example of plane wave interference as well as a dual-mode optical fiber. Our results shine light on phenomena related to the spin of gauge bosons.
- Abstract（参考訳）: 量子電磁力学(QED)は、ボゾンゲージ場とフェルミオン荷電粒子の相対論的相互作用を扱う。
QEDでは、光-物質相互作用の角運動量の大域保存法則が知られている。
しかし、局所保存法則、すなわち空間上のすべての点における角運動量の保存法則は未解明のままである。
ここでは、QEDラグランジアンとネーターの定理を用いて、線型運動量に対する連続関係の形で、ディラック=マクスウェル場に対する角運動量の新しい局所保存則を導出する。
この局所保存則を、スピンと軌道角運動量(OAM)の4つの結合運動方程式に分離する。
我々は、運動方程式におけるヘリシティ電流テンソル、OAM電流テンソル、スピン軌道トルクを導入し、スピン-OAM相互作用の局所力学とマクスウェル-ディラック場間の角運動量交換に光を当てる。
我々は、平面波干渉とデュアルモード光ファイバーの例を用いて、我々の結果が古典的電磁力学にどのように変換されるかを明らかにする。
この結果は、ゲージボソンのスピンに関連する現象に光を当てる。
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