Lense-Thirring 度规中涡旋光的引力轨道霍尔效应
广义相对论与量子宇宙学
2024-10-10 v3
摘要
涡旋光以其与传播方向对齐的固有轨道角动量为特征，通过涡旋电磁波来描述。类似于引力自旋霍尔效应(SHE)，当涡旋光在引力场中传播时，预计会表现出依赖于固有轨道角动量的轨迹以及偏离零测地线平面的现象，这一现象被称为引力轨道霍尔效应(OHE)。在这项工作中，我们将涡旋光建模为涡旋拉盖尔-高斯电磁波包，并通过在 Lense-Thirring 度规中求解协变 Maxwell 方程来分析其运动。我们的研究结果表明，具有固有轨道角动量的涡旋光的轨迹以两种方式偏离零测地线。它既垂直于零测地线平面偏离，也在该平面内偏离。这种行为与引力 SHE 形成对比，在引力 SHE 中，自旋极化光主要垂直于零测地线平面偏离。此外，偏离与固有轨道角动量之间的关系与偏离与自旋之间的关系显著不同。这些结果表明，固有轨道角动量与引力之间存在独特的相互作用，不同于自旋-引力耦合，表明光的引力 OHE 可能无法通过简单地将光的引力 SHE 中的自旋替换为固有轨道角动量来精确预测。
引用
@article{arxiv.2407.06553,
title = {Gravitational orbital Hall effect of vortex light in Lense-Thirring metric},
author = {Wei-Si Qiu and Dan-Dan Lian and Peng-Ming Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.06553},
year = {2024}
}