非均匀磁场中的相对论性朗道量子化及其在白矮星和量子信息中的应用
量子物理
2021-10-22 v1 高能天体物理现象
摘要
我们研究了存在“严格”空间变化磁场（然而满足无磁单极子条件）情况下的相对论性冷电子二维运动。我们发现，在恒定磁场情况下出现的朗道能级简并在磁场变化时发生解除，并且自旋向上和自旋向下电子的能级以一种依赖于场变化性质的有趣方式排列。此外，变化的磁场将零角动量电子的朗道能级与正角动量电子的朗道能级分裂开来，而恒定磁场只能分裂正负角动量之间的能级。探索非均匀磁场中的朗道量子化本身是一项独特的尝试，并在从凝聚态物理到天体物理再到量子信息等领域具有跨学科意义。作为例子，我们展示了具有变化磁场的磁化白矮星同时受到洛伦兹力和朗道量子化的影响，改变了其底层的简并电子气，表现出对 Chandrasekhar 质量极限的显著违反；以及在空间增长的磁场存在下电子量子速度的增加。
引用
@article{arxiv.2110.09543,
title = {Relativistic Landau quantization in non-uniform magnetic field and its applications to white dwarfs and quantum information},
author = {Srishty Aggarwal and Banibrata Mukhopadhyay and Gianluca Gregori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.09543},
year = {2021}
}
备注
30 pages including 12 figures; accepted for publication in SciPost Physics