相对电子在磁场中的轨道角动量辐射与极化
加速器物理
2026-04-24 v1 高能物理 - 理论
摘要
虽然自旋极化的合成辐射已为人所熟知, 但轨道角动量(OAM)在此类辐射过程中的极化仍然尚未完全阐明. 我们研究了均匀磁场中相对论电子的辐射与极化, 聚焦于携带固有OAM的涡旋电子的OAM极化辐射. 结果表明, 在低光子能量 regime 下, 转换速率在能量上呈现不对称性, 偏向OAM的减小, 这类似于索科洛夫-特尔诺夫效应中自旋翻转的不对称性. 在此条件下, 合成辐射可实现OAM的极化. 该文给出了特征松弛时间和平稳态OAM分布的解析结果. 自旋极化系数可达92.38%, 而OAM极化系数甚至可接近接近于1, 但它们的极化行为不同. 对于典型存储环参数, OAM极化时间远短于自旋极化时间. 因此, 合成辐射为在高能加速器应用中控制携带OAM的涡旋电子束提供了一种机制.
引用
@article{arxiv.2604.21856,
title = {Orbital angular momentum radiation and polarization of relativistic electrons in magnetic fields},
author = {Ziqiang Huang and 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:2604.21856},
year = {2026}
}