論文の概要: Experimental Evidence of Vortex $γ$ Photons in All-Optical Inverse Compton Scattering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.18843v1
- Date: Mon, 24 Mar 2025 16:16:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-25 14:33:23.404846
- Title: Experimental Evidence of Vortex $γ$ Photons in All-Optical Inverse Compton Scattering
- Title（参考訳）: 全光逆コンプトン散乱におけるVortex$γ$光子の実験的証拠
- Authors: Mingxuan Wei, Siyu Chen, Yu Wang, Xichen Hu, Mingyang Zhu, Hao Hu, Pei-Lun He, Weijun Zhou, Jiao Jia, Li Lu, Boyuan Li, Feng Liu, Min Chen, Liming Chen, Jian-Xing Li, Wenchao Yan, Jie Zhang,
- Abstract要約: 軌道角モータ(OAM)を持つVortex$gamma$光子は、様々な用途に大きな可能性を秘めている。
ここでは、ラゲール・ガウスレーザーと衝突する相対論的電子の全光逆コンプトン散乱により、サブMeV渦$ガンマ$光子を生成することに成功した。
提案手法は,Vortex $gamma$光子を検出するための最初の実験的な証拠を提供し,広視野におけるOAM誘起量子現象の新たな視点を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.857222379547114
- License:
- Abstract: Vortex $\gamma$ photons carrying orbital angular momenta (OAM) hold great potential for various applications. However, their generation remains a great challenge. Here, we successfully generate sub-MeV vortex $\gamma$ photons via all-optical inverse Compton scattering of relativistic electrons colliding with a sub-relativistic Laguerre-Gaussian laser. In principle, directly measuring the OAM of $\gamma$ photons is challenging due to their incoherence and extremely short wavelength. Therein, we put forward a novel method to determine the OAM properties by revealing the quantum opening angle of vortex $\gamma$ photons, since vortex particles exhibit not only a spiral phase but also transverse momentum according to the quantum electrodynamics theory. Thus,$\gamma$ photons carrying OAM anifest a much larger angular distribution than those without OAM, which has been clearly observed in our experiments. This angular expansion is considered as an overall effect lying beyond classical theory. Our method provides the first experimental evidence for detecting vortex $\gamma$ photons and opens a new perspective for investigating OAM-induced quantum phenomena in broad fields.
- Abstract（参考訳）: Vortex $\gamma$ photons carrying orbit angular momenta (OAM) は様々な用途において大きな可能性を秘めている。
しかし、彼らの世代は依然として大きな課題である。
ここでは、非相対論的ラゲール・ガウスレーザーと衝突する相対論的電子の全光逆コンプトン散乱により、サブMeV渦$\gamma$光子を生成することに成功した。
原理的には、$\gamma$光子のOAMを直接測定することは、その非コヒーレンスと非常に短い波長のために困難である。
そこで我々は、渦の粒子がスパイラル位相だけでなく、量子電磁力学理論による横運動量を示すため、渦の量子開口角を$\gamma$ photonsで明らかにすることで、OAM特性を決定する新しい方法を提案した。
したがって、OAMを担持する$$\gamma$光子は、OAMを持たないものよりもはるかに大きな角分布を持つ。
この角展開は古典理論を超えた全体的な効果と見なされている。
提案手法は、フォレテックス$\gamma$光子を検出するための最初の実験的な証拠を提供し、広視野におけるOAM誘起量子現象を調査するための新たな視点を開く。
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