非绝热矢量波与自旋粒子的拉格朗日几何光学
等离子体物理
2015-12-11 v1
摘要
线性矢量波（无论是量子还是经典）都会经历由偏振驱动的射线轨迹弯曲和偏振动力学，后者可解释为“波自旋”的进动。这两种现象均由一个有效规范哈密顿量支配，该哈密顿量在领头阶几何光学中为零。该规范哈密顿量可被视为通常用于自旋 -1/2 量子粒子的 Stern-Gerlach 哈密顿量的推广。从基本波拉格朗日量推导出了连续无耗散波及其几何光学射线的相应约化拉格朗日量。所得的 Euler-Lagrange 方程可以描述个共振模式的相互作用（其中为任意值），并导出波自旋方程，该自旋恰好是一个维自旋矢量。作为一个特例，形式上从带有 Pauli 项的 Dirac 量子拉格朗日量推导出了 Dirac 粒子的经典方程，无需引入额外的公设或解释。该模型复现了带有附加 Stern-Gerlach 力的 Bargmann-Michel-Telegdi 方程。
引用
@article{arxiv.1503.07829,
title = {Lagrangian geometrical optics of nonadiabatic vector waves and spin particles},
author = {D. E. Ruiz and I. Y. Dodin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.07829},
year = {2015}
}
备注
17 pages