論文の概要: Universal Analytic Solution for the Quantum Transport of Structured Matter-Waves in Magnetic Optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03264v1
- Date: Wed, 03 Sep 2025 12:29:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-04 21:40:46.514682
- Title: Universal Analytic Solution for the Quantum Transport of Structured Matter-Waves in Magnetic Optics
- Title（参考訳）: 磁性光学における構造物質波の量子輸送に関する普遍解析解
- Authors: N. V. Filina, S. S. Baturin,
- Abstract要約: 非一様磁場中における任意の荷電スカラー状態の伝播に対する閉形式解析解を提案する。
ダイナミクスは古典的なビーム光学パラメータ、ツイス関数、位相前進によって制御される。
我々のフレームワークは、粒子加速器と電子顕微鏡のビーム挙動を予測する強力なツールを提供する。
- 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: We present a closed-form analytic solution for the propagation of an arbitrary charged scalar state in a non-uniform magnetic field. The dynamics are governed by classical beam optics parameters (Courant-Snyder parameters), the Twiss functions, and phase advance, revealing a direct map between quantum evolution and its classical counterpart. The solution decomposes into three components, exhibiting a complex rotation dependent on the sign of the orbital angular momentum (OAM) projection, alongside an intrinsic distortion from interference governed by a generalized Gouy phase. For a relevant Glaser-type magnetic field and a half-blocked twisted electron, we demonstrate that asymmetry triggers rich dynamics incompatible with a simple Bohmian trajectory interpretation. Our fully relativistic framework provides a powerful tool for predicting beam behavior in particle accelerators and electron microscopes, critical for designing next-generation OAM-based experiments.
- Abstract（参考訳）: 非一様磁場中における任意の荷電スカラー状態の伝播に対する閉形式解析解を提案する。
ダイナミクスは古典的な光光学パラメータ(Courant-Snyderパラメータ)、ツイス関数、位相前進によって制御され、量子進化とその古典的対応の直接写像が明らかにされる。
溶液は3つの成分に分解され、軌道角運動量(OAM)射影の符号に依存する複雑な回転を示す。
関連するグラスラー型磁場と半ブロックのツイスト電子に対して、非対称性が単純なボヘミア軌道解釈と相容れないリッチダイナミクスを誘導することを示した。
我々の完全に相対論的なフレームワークは、粒子加速器や電子顕微鏡のビーム挙動を予測する強力なツールを提供し、次世代のOAMベースの実験の設計に欠かせない。
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