均匀磁场中电子涡旋波束的广义 Gouy 旋转
量子物理
2025-06-13 v2 加速器物理
光学
摘要
电子涡旋波束受其相位结构支配的固有旋转，已通过打破波束的圆柱对称性在磁场中被实验观测到。然而，预测三个固定角频率的传统 Landau 态无法完全解释现有的实验观测结果。为了解决这一局限性，我们引入并推导了广义 Gouy 旋转角，它将扩展 Landau 态（具有周期性振荡的波束宽度）的 Gouy 相位与实验观测到的角度变化联系起来。具体而言，该框架预测了更宽的角频率谱，并捕捉到了具有负拓扑荷的电子涡旋波束中观测到的旋转方向反转。基于实验参数的计算与先前发表的数据吻合良好，并在此通过使用 Chebyshev 方法的数值模拟得到了进一步验证。我们的结果原则上适用于均匀磁场中涉及电子涡旋波束的任何系统，并为探索 Glaser 和其他非均匀磁场中的涡旋电子提供了基础。
引用
@article{arxiv.2407.02788,
title = {Generalized Gouy Rotation of Electron Vortex beams in uniform magnetic fields},
author = {Qi Meng and Xuan Liu and Wei Ma and Zhen Yang and Liang Lu and Alexander J. Silenko and Pengming Zhang and Liping Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.02788},
year = {2025}
}