外场诱导的闭合螺旋线上带电粒子动力学

我们研究了约束在环面螺旋线上运动并受外部时变电场驱动的带电粒子的动力学。针对线偏振与圆偏振场分析了其底层相空间。对于小驱动振幅和线偏振场，我们发现相空间的混沌部分发生分裂，从而阻止粒子反转其运动方向。这使得混沌轨迹在不破坏通常负责定向输运的已知对称性的情况下获得非零平均速度。在我们所选取的归一化单位内，由此产生的平均输运速度为常数，且不随驱动振幅发生显著变化。对于圆偏振场和低驱动振幅，也发现了非常类似的效果。此外，当采用圆偏振场驱动时，我们在极大驱动振幅下揭示了混沌相空间区域分裂的第二种机制。存在很宽范围的参数值，使得轨迹可以通过穿越可渗透的cantorus在这两个混沌区域之间运动。我们讨论了这些现象的局限性，以及它们在操控螺旋几何结构中的定向输运方面的意义。