論文の概要: Generalized Gouy Rotation of Electron Vortex beams in uniform magnetic fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.02788v1
• Date: Wed, 3 Jul 2024 03:29:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-04 15:44:50.185827
• Title: Generalized Gouy Rotation of Electron Vortex beams in uniform magnetic fields
• Title（参考訳）: 均一磁場中における電子渦ビームの一般化グーイ回転
• Authors: Qi Meng, Xuan Liu, Wei Ma, Zhen Yang, Liang Lu, Alexander J. Silenko, Pengming Zhang, Liping Zou,
• Abstract要約: 磁場中における相対論的同軸方程式の正確な解を用いた磁場中のEVBのダイナミクスについて検討する。 一般化されたグーイ回転の下で異なる状態について統一的に記述し、グーイ位相をEVB回転角にリンクする。 この研究は、磁場中のEVBのダイナミクスに関する新たな洞察を与え、渦粒子のビーム操作とビーム光学の実践的応用を示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 54.010858975226945
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The rotation of electron vortex beams (EVBs) presents a complex interplay of the Gouy phase characterizing free-space behavior and Landau states or Larmor rotation observed in magnetic fields. Despite being studied separately, these phenomena manifest within a single beam during its propagation in magnetic fields, lacking a comprehensive description. We address this by utilizing exact solutions of the relativistic paraxial equation in magnetic fields, termed "paraxial Landau modes". The paraxial Landau modes describe the quantum states of EVBs in magnetic fields. Our study of rotation angles demonstrates consistency with experimental data, supporting the practical presence of these modes. We provide a unified description of different regimes under generalized Gouy rotation, linking the Gouy phase to EVB rotation angles. This connection enhances our understanding of the Gouy phase and can be extended to nonuniform magnetic fields. Our theoretical analysis is validated through numerical simulations using the Chebyshev method. This work offers new insights into the dynamics of EVBs in magnetic fields and suggests practical applications in beam manipulation and beam optics of vortex particles.
• Abstract（参考訳）: 電子渦ビーム(EVB)の回転は、磁場で観測された自由空間の挙動とランダウ状態またはラーモローテーションを特徴付けるグーイ相の複雑な相互作用を示す。 別々に研究されているにもかかわらず、これらの現象は磁場の伝播中に単一のビーム内で現れ、包括的記述が欠如している。 磁場中における相対論的同軸方程式の正確な解を「パラ軸ランダウモード」と呼ぶことによって、この問題に対処する。 ランダウモードは磁場中のEVBの量子状態を記述する。 回転角の研究は、実験データとの整合性を実証し、これらのモードの実用的存在を裏付けるものである。 一般化されたグーイ回転の下で異なる状態について統一的に記述し、グーイ位相をEVB回転角にリンクする。 この接続により、グーイ相の理解が深まり、一様でない磁場にまで拡張できる。 理論解析はチェビシェフ法を用いて数値シミュレーションにより検証した。 この研究は、磁場中のEVBのダイナミクスに関する新たな洞察を与え、渦粒子のビーム操作とビーム光学の実践的応用を示唆している。

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