論文の概要: Evolution of a twisted electron wave packet perturbed by an inhomogeneous electric field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.06548v2
- Date: Wed, 11 Jun 2025 20:46:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-13 13:18:14.135885
- Title: Evolution of a twisted electron wave packet perturbed by an inhomogeneous electric field
- Title（参考訳）: 不均質電場に摂動したツイスト電子波パケットの進化
- Authors: A. Kudlis, I. A. Aleksandrov, N. N. Rosanov,
- Abstract要約: 不均一な外部電界と相互作用する空間局在電子LG波パケットの非相対論的ダイナミクスについて検討する。
電場は波状パケットの構造を著しく変化させ、定性的形状を歪ませる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Laguerre-Gaussian (LG) wave packets, known for their vortex structure and nonzero orbital angular momentum (OAM), are of great interest in various scientific fields. Here we study the nonrelativistic dynamics of a spatially-localized electron LG wave packet interacting with an inhomogeneous external electric field that violates the axial symmetry of the initial wave function. We focus on the analysis of the electron density and demonstrate how it is affected by the external field. Within the first order of perturbation theory, we calculate the electron wave function and reveal that the electric field may significantly alter the wave packet's structure and distort its qualitative form. We demonstrate that due to the interaction with the external field, the degenerate zeros of the initial wave function located on the $z$ axis split into multiple nondegenerate nodes in the transverse plane representing separate single-charge vortices. This mechanism resembles the analogous effects known in topological optics. These findings provide new insights into controlling and manipulating twisted matter beams and into their possible instabilities.
- Abstract（参考訳）: Laguerre-Gaussian(LG)波束は渦構造と非ゼロ軌道角運動量(OAM)で知られており、様々な科学分野において大きな関心を集めている。
本稿では、初期波動関数の軸対称に反する不均一な外部電場と相互作用する空間局在電子LG波パケットの非相対論的ダイナミクスについて検討する。
電子密度の分析に焦点をあて、それが外部磁場にどのように影響されているかを示す。
摂動理論の第1次において、電子波動関数を計算し、電場が波状パケットの構造を著しく変化させ、定性的形を歪ませることを明らかにする。
外部磁場との相互作用により、$z$軸に位置する初期波動関数の退化零点が、別々の単電荷渦を表す横面の複数の非退化ノードに分裂することを示した。
このメカニズムはトポロジカル光学で知られている類似効果に似ている。
これらの発見は、ねじれた物質ビームの制御と操作、およびそれらの不安定性に対する新たな洞察を与える。
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