論文の概要: Vortex-Enhanced Zitterbewegung in Relativistic Electron Wave Packets

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.21142v1
• Date: Wed, 26 Nov 2025 07:51:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-27 18:37:59.016458
• Title: Vortex-Enhanced Zitterbewegung in Relativistic Electron Wave Packets
• Title（参考訳）: 相対論的電子波束における渦強化Zitterbewegung
• Authors: Zhongze Guo, Bei Xu, Qiang Gu,
• Abstract要約: Zitterbewegung (ZBW) はそのサブコンプトンスケールのため、長い間自由電子では観測不可能である。 我々は、正エネルギーと負エネルギーの両方のディラック状態のコヒーレントな重ね合わせとして相対論的渦電子波パケットを精巧に構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1686432495639045
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Zitterbewegung (ZBW), the trembling motion predicted by the Dirac equation, has long remained unobservable in free electrons due to its sub-Compton scale. We elaborately construct a relativistic vortex electron wave packet as a coherent superposition of both positive- and negative-energy Dirac states and derive their space-time dynamics. Our analysis demonstrates that introducing orbital angular momentum provides a mechanism for amplifying the ZBW amplitude far beyond that of conventional Gaussian packets, while maintaining coherence. The resulting relativistic vortex states unify Gaussian and Bessel-Gaussian models within a single framework and opens new possibilities for observing relativistic quantum dynamics in structured electron wave packets.
• Abstract（参考訳）: ディラック方程式によって予測される震動であるZitterbewegung (ZBW)は、そのサブコンプトンスケールのため、長い間自由電子では観測不可能であった。 我々は、相対論的渦電子パケットを正エネルギーと負エネルギーの両方のディラック状態のコヒーレントな重ね合わせとして精巧に構築し、その時空ダイナミクスを導出する。 解析により、軌道角運動量の導入は、コヒーレンスを維持しつつ、従来のガウスパケットよりもはるかにZBW振幅を増幅するメカニズムを提供することが示された。 結果として生じる相対論的渦状態は、ガウス模型とベッセル・ガウス模型を単一の枠組みで統一し、構造化された電子波パケットにおける相対論的量子力学を観測する新たな可能性を開く。

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