論文の概要: Twisted light drives chiral excitations of interacting electrons in nanostructures with magnetic field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.18480v1
- Date: Mon, 25 Aug 2025 20:44:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-27 17:42:38.589691
- Title: Twisted light drives chiral excitations of interacting electrons in nanostructures with magnetic field
- Title（参考訳）: ツイスト光は磁気を持つナノ構造における相互作用電子のキラル励起を駆動する
- Authors: F. J. Rodríguez, L. Quiroga, N. F. Johnson,
- Abstract要約: ツイスト光(TL)は、量子閉じ込められたナノ構造における対称性分解遷移を駆動するための強力なツールを提供する。
TLパルスがナノ構造中の2つの相互作用する電子を垂直磁場下で励起する現実的なモデルについて検討する。
- 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: Twisted light (TL), a special kind of light carrying orbital angular momentum, provides a powerful tool for driving symmetry resolved transitions in quantum confined nanostructures. We study a realistic model where a TL pulse excites two interacting electrons in a nanostructure under a perpendicular magnetic field. To include image charge effects in layered systems, we use an effective electron electron potential of the form 1/r^n. For n = 2, the system exhibits an underlying su(1,1) dynamical symmetry, enabling analytical solutions and a clear interpretation of selection rules, parity changes, and angular momentum resolved absorption. We show that the bare Coulomb 1/r interaction produces similar spectra, indicating that twisted light driven excitations are robust against the precise interaction form. The excitation spectrum reveals strong chiral properties: TL pulses, unlike conventional dipolar fields, directly access interaction-driven transitions otherwise symmetry-forbidden. In particular, TL breaks the generalized Kohn theorem, exposing internal excitations through multi quanta orbital processes. More broadly, our results establish TL as a sensitive probe of correlations, symmetry, and magneto-optical dynamics in strongly interacting quantum systems, uncovering features that remain invisible to standard infrared absorption.
- Abstract（参考訳）: 軌道角運動量を持つ特別な種類の光であるツイスト光(TL)は、量子閉じ込められたナノ構造における対称性分解遷移を駆動するための強力なツールを提供する。
TLパルスがナノ構造中の2つの相互作用する電子を垂直磁場下で励起する現実的なモデルについて検討する。
層状系に画像電荷効果を含めるために、1/r^nという形の電子ポテンシャルを有効に利用した。
n = 2 の場合、系は基礎となる Su(1,1) の動的対称性を示し、解析解と選択規則の明確な解釈、パリティ変化、角運動量分解吸収を可能にする。
我々は、素体のクーロン1/r相互作用が同様のスペクトルを発生し、ねじれた光駆動励起が正確な相互作用形式に対して堅牢であることを示す。
励起スペクトルは強いキラル性を示す: TLパルスは、従来の双極子場とは異なり、対称性が禁じられた相互作用駆動遷移に直接アクセスする。
特に、TLは一般化されたコーンの定理を破り、多量子軌道過程を通じて内部励起を露呈する。
より広範に、我々の結果は、強い相互作用を持つ量子系における相関、対称性、磁気光学ダイナミクスの感度プローブとしてTLを確立し、標準の赤外線吸収には見えない特徴を明らかにした。
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