扭曲傍轴电子与光子束的相对论量子力学描述
量子物理
2019-09-25 v2
摘要
在相对论量子力学框架下完成了对扭曲（涡旋）傍轴光子与电子的分析。Foldy-Wouthuysen 表象的使用从根本上简化了相对论电子的描述，并阐明了扭曲粒子的基本性质。我们证明由拉盖尔-高斯波函数定义的扭曲光子是光速的。其表观亚光速性之所以出现，是因为光子能量由隐性的横向运动贡献，而平均横向动量为零。尽管如此，拉盖尔-高斯光子仍可自洽地由具有非零运动学（洛伦兹不变）质量的亚光速质心建模。该模型的适用性源于质心参数与纵向坐标无关。所有扭曲与非扭曲的拉盖尔-高斯模式均为亚光速。拉盖尔-高斯电子具有类似性质。我们预言了拉盖尔-高斯光子与电子的速度和质量量子化的新效应。该效应对光子是可观测的。在一般非惯性系中考虑了由质心建模的扭曲光子与电子，确定了与其运动学质量一致的惯性质量。拉盖尔-高斯电子的轨道磁矩不依赖于径向量子数。
引用
@article{arxiv.1904.02434,
title = {Relativistic quantum-mechanical description of twisted paraxial electron and photon beams},
author = {Alexander J. Silenko and Pengming Zhang and Liping Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.02434},
year = {2019}
}