螺旋光的霍尔效应

对于光，其自旋可以独立于其波函数的空间分布，而其内在的轨道角动量则取决于该分布。这一差异表明，自旋霍尔效应可能不同于轨道霍尔效应，具体取决于光在光学材料中的传播方式。本文将光学材料建模为曲率时空，针对两种特定材料求解协变麦克斯韦方程组。我们发现，具有自旋 $\sigma$ 和内在轨道角动量 $\ell$ 的光的轨迹与没有角动量的光（$\sigma=0$ 且 $\ell=0$）之间存在夹角 $\theta_{\sigma,\ell} \propto 2\sigma+\ell$。特别地，自旋 $\sigma$ 对夹角 $\theta_{\sigma,\ell}$ 的贡献是内在轨道角动量 $\ell$ 的两倍，这突显了其在光学材料中对光传播的不同影响。此外，这一夹角 $\theta_{\sigma,\ell}$ 可能在实验中被观测到，从而增进我们对角动量在光传播中作用的理解。