磁场中呼吸型涡旋电子包的辐射
量子物理
2026-04-30 v5 高能物理 - 唯象学
摘要
当涡旋电子携带轨道角动量（OAM）进入磁场时，其量子态将表现为非平稳的 Laguerre-高斯（NSLG）态，而非平稳的 Landau 态。NSLG 态的一个关键特征是电子波包根均方（r.m.s.）半径的振荡，这类似于 betatron 振荡。从经典角度来看，这种振荡的电荷分布预计会辐射光子。这引出了一个关键问题：这种辐射是否携带 OAM，导致电子涡旋损失？为调查此问题，我们使用来自 NSLG 态电子的电荷和电流密度求解 Maxwell 方程。我们计算了总辐射功率和辐射场的角动量，量化了涡旋电子在沿长itudinal 磁场中传播时失去能量和 OAM 的速率。我们发现辐射功率和角动量损失均可忽略不计，这表明线性加速器（linacs）似乎是维持相对涡旋电子及其他带电粒子涡旋性的主要工具，至少在准经典近似下是这样。
关键词
引用
@article{arxiv.2509.21195,
title = {Radiation of breathing vortex electron packets in magnetic field},
author = {G. V. Zmaga and G. K. Sizykh and D. V. Grosman and Qi Meng and Liping Zou and Pengming Zhang and D. V. Karlovets},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.21195},
year = {2026}
}