关于大拓扑荷的小束流 II：光子、电子与引力波
量子物理
2018-06-08 v3 光学
摘要
具有大拓扑荷的光束在强聚焦时其空间结构会发生显著改变。从物理上，这可由传播方向上出现的电磁场分量来解释，而在光学简化的标量波图像中该分量被忽略。在此我们追问：这是光子特有的行为，还是其他粒子种类也可预测出类似现象？我们表明，相对论性电子以及聚焦的引力波均存在相同的空间结构改变。然而其物理原因各异：对于由狄拉克方程描述的电子，空间结构改变源于相对论 regime 下的自旋-轨道耦合。在用线性化广义相对论描述的引力波中，横向与传播方向之间时空的曲率导致了空间结构的改变。因此，这一普遍现象存在于自旋为 1/2、1 和 2 的有质量与无质量基本粒子中。其他类型粒子（如复合系统（中子或 C）或中微子）是否展现类似行为，以及如何在统一物理框架下解释此现象，将非常有趣。
引用
@article{arxiv.1801.07825,
title = {On Small Beams with Large Topological Charge II: Photons, Electrons and Gravitational Waves},
author = {Mario Krenn and Anton Zeilinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.07825},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 3 figures