具有轨道角动量的自旋织构中子束
量子物理
2023-04-07 v3 材料科学
强关联电子
光学
摘要
我们提出了支撑自旋回波调制小角中子散射(SEMSANS)技术的严格理论框架,并展示了如何扩展该技术,以通过称为磁性Wollaston棱镜的双折射中子自旋极化装置产生具有轨道角动量(OAM)的自旋织构中子束。中子OAM束在数学上由绕传播轴的“螺旋”相位奇异性刻画,其中为OAM量子数。为理解所涌现OAM态与各种装置实现的多样自旋织构之间的精确关系,我们发展了路径积分方法,其在干涉极限下巧妙运用了磁性斯涅尔定律。我们表明,所提技术产生自旋-OAM纠缠态的复杂二维图案,或可用作量子磁性材料的探针。我们将路径积分方法与著名的单路径Larmor进动模型进行比较,并基于莫佩尔蒂作用量原理,对有质量与无质量粒子的磁性斯涅尔折射定律给出了教学式推导。
引用
@article{arxiv.2207.12419,
title = {Spin-Textured Neutron Beams with Orbital Angular Momentum},
author = {Quan Le Thien and Sam McKay and Roger Pynn and Gerardo Ortiz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12419},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 7 figures, Physical Review B