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阿哈罗诺夫-卡舍尔效应诱导的中性粒子电四极矩

介观与纳米尺度物理 2026-07-15 v1

摘要

对于带电粒子,它们在固体中的轨道角动量(OAM)具有直接的磁性表现,即轨道磁化。然而,对于电荷中性粒子,OAM在固体中的物理表现仍不清楚。在此,我们证明携带磁矩的电荷中性粒子通过阿哈罗诺夫-卡舍尔(AC)效应与电场梯度耦合,从而在晶体固体中表现出电四极矩。这种AC诱导的电四极矩(AC-EQ)包含标量、环向偶极子和约化四极子分量,它们分别与电场的散度、旋度和剪切共轭。作为代表性示例,我们计算了两个磁性系统中磁振子的AC-EQ。在铁磁烧绿石中,Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)诱导出可观的AC-EQ,而在螺旋Fe langasite中,即使没有DMI,AC-EQ也源于螺旋自旋构型。在这两个系统中,单胞积分的AC-EQ分量达到与典型核电四极矩相当的量级。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.13745,
  title  = {Aharonov-Casher-induced electric quadrupole of charge-neutral particles},
  author = {Hojun Lee and Youngjae Jeon and Suik Cheon and Hyun-Woo Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.13745},
  year   = {2026}
}

备注

13 pages, 4 figures