相对论波包的期望 Pauli-Lubanski 向量与本征角动量
量子物理
2026-05-07 v2 高能物理 - 理论
光学
摘要
在非相对论力学中，空间分布系统的总（轨道）角动量 (AM) 可分解为本征与外禀贡献。在相对论量子力学中，本征 AM 通常与自旋相关联，可使用 Pauli-Lubanski 四矢量来描述。我们发展了一种统一的形式化方法，结合两种方法的主要特征，描述相对论波包的本征 AM，包括自旋和轨道贡献。我们的做法基于从波包动量和 AM 的期望值构建的"期望 Pauli-Lubanski 向量"。等价地，它相对于波包的能量质心定义本征 AM。与常规的 Pauli-Lubanski 形式化方法相比，期望 Pauli-Lubanski 向量不存在零质量奇点。因此，波包的本征 AM 可能相对于其动量具有任意方向，即使是无质量粒子亦然。我们以若干相对论波束和波包示例说明了通用理论，包括携带自旋和轨道 AM 的情况。
引用
@article{arxiv.2605.01932,
title = {Expectation Pauli-Lubanski vector and intrinsic angular momentum of relativistic wavepackets},
author = {Konstantin Y. Bliokh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01932},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 5 figures