相对论电子涡旋束的几何相与几何动力学
介观与纳米尺度物理
2014-01-21 v1 高能物理 - 理论
量子物理
摘要
本文从环绕涡旋线的标量电子所关联的几何相角度，研究了相对论电子涡旋束的几何动力学。文中指出，携带轨道角动量的电子涡旋束是费米子斯格明子模型的一个自然结果。这源于在 Nelson 随机力学框架中对费米子进行量子化时，引入一个方向矢量（涡旋线）来描绘自旋自由度。在此形式体系中，费米子被描绘为一个环绕涡旋线的标量粒子。本文证明，当标量电子环绕涡旋线所获得的 Berry 相涉及量子化狄拉克磁单极子时，若涡旋线平行（正交）于波前传播方向，则我们得到傍轴（非傍轴）束。非傍轴束包含了自旋-轨道相互作用。当涡旋线相对于传播方向倾斜时，Berry 相涉及非量子化磁单极子。本文考虑了磁单极子电荷的重整化群流，研究了倾斜涡旋方向的时间变化，并预言这将导致自旋霍尔效应。
引用
@article{arxiv.1311.7338,
title = {The geometric phase and the geometrodynamics of relativistic electron vortex beams},
author = {Pratul Bandyopadhyay and Banasri Basu and Debashree Chowdhury},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.7338},
year = {2014}
}
备注
Accepted for publication in Proceedings of Royal Society A