論文の概要: Effects of superradiance on relativistic Foldy-Wouthuysen densities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.21404v2
- Date: Mon, 09 Jun 2025 21:28:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-11 15:11:39.770805
- Title: Effects of superradiance on relativistic Foldy-Wouthuysen densities
- Title（参考訳）: 相対論的Foldy-Wouthuysen密度に及ぼす超放射効果
- Authors: F. Daem, A. Matzkin,
- Abstract要約: Klein-Gordon方程式のウェーブパレットダイナミクスについて検討する。
波動関数のFoldy-Wouthuysen変換に基づく密度は光円錐の外側で局所的に増幅できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent interest in the studies of structured states obtained in relativistic electron beams has highlighted the use of two alternative descriptions, each based on a different wavefunction and the related space-time density. Although both wavefunctions obey the Dirac equation (one directly and the other through a Foldy-Wouthuysen transformation) they lead to different dynamics and properties, such as the presence or absence of spin-orbit interactions. In this work we investigate wavepacket dynamics for the Klein-Gordon equation, which displays the same ambiguity regarding the choice of different densities, in a setting involving Klein tunneling across a series of supercritical potential barriers. Relying on the superradiant character of this setting, we obtain solutions to the wavepacket dynamics indicating that the density based on a Foldy-Wouthuysen transformation of the wavefunction can be locally amplified outside the light-cone. In principle, the exponential increase of the charge due to the field inhomogeneities can lead to an arbitrarily large amplification over macroscopic distances. These results question the interpretation of the Foldy-Wouthuysen density as a fundamentally correct probability or charge density.
- Abstract（参考訳）: 相対論的電子ビームで得られた構造状態の研究への近年の関心は、それぞれ異なる波動関数と関連する時空密度に基づく2つの代替記述の使用を強調している。
両方の波動関数はディラック方程式(一方はFoldy-Wouthuysen変換を通して直接、もう一方はFoldy-Wouthuysen変換)に従うが、スピン軌道相互作用の存在や欠如など、異なるダイナミクスや性質をもたらす。
本研究では,Klein-Gordon方程式に対するウェーブパレットのダイナミクスについて検討する。これは,複数の超臨界ポテンシャル障壁にまたがるクライントンネルを含む条件において,異なる密度の選択に関して同じ曖昧さを示す。
この設定の超放射特性に基づいて、波動関数のFoldy-Wouthuysen変換に基づく密度が光円錐の外側で局所的に増幅可能であることを示すウェーブパケット力学の解を得る。
原則として、磁場の不均一性による電荷の指数的な増加は、マクロ距離に対して任意に大きな増幅をもたらす。
これらの結果は、Foldy-Wouthuysen密度を基本的に正しい確率または電荷密度として解釈することを疑問視する。
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