On Wigner function of a vortex electron
本文导出了描述为拉盖尔-高斯波包的傍轴涡旋电子的维格纳函数的一个相对简单和洛伦兹不变的表达式。
2019-01-13 hep-ph quant-ph
Chiral specific electron vortex beam spectroscopy
电子涡旋束携带关于传播轴的明确定义的轨道角动量（OAM）。因此，这种光束的特征在于手性特征，这使得它们潜在地用作磁性和其他手性材料的探针。的非弹性过程中，电子涡旋束与原子相互作用，其中涉及OAM交换的分析概述，导致多极选择规则，这种手性特定的电子涡旋束光谱。我们的结果清楚地表明，选择规则依赖于所涉及的原子的动力学状态和位置。在最有利的情况下，这种形式的电子能谱可以诱导磁子能级跃迁，通常使用圆偏振光子束进行探测。
2013-07-29 physics.optics quant-ph
Dynamics of relativistic vortex electrons in external laser fields
本研究利用Volkov-Bessel波函数理论框架，系统研究了相对论涡旋电子与线偏振、圆偏振及其叠加激光脉冲正面碰撞的动力学，发现束中心遵循经典轨迹且保持横向结构，CP导致旋转、LP导致横向位移，叠加产生螺旋图案，展示了激光模式对涡旋电子束的多功能控制潜力。
2024-11-09 physics.optics quant-ph
Topological analysis of paraxially scattered electron vortex beams
我们研究了亚纳米电子涡旋光束通过原子散射势弹性传输的拓扑结构。可以区分两个主要方面：（i）显着减少离域相比，一个类似的非涡旋光束，如果光束中心的原子柱和（ii）网站对称性依赖分裂的高阶涡旋光束。此外，结果提供了深入了解复杂的涡线织物内的弹性散射波包含特征涡环主要附着在原子柱和特征扭曲的涡线周围的原子柱。
2014-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Generation of electron vortex states in ionization by intense and short laser pulses
在最低阶玻恩近似下，分析了强短脉冲激光电离过程中电子涡旋态的产生。对于近红外激光场和$10^{16}$ ~W/cm $^2$量级的非相对论强度，我们证明了必须通过考虑反冲和质量相对论修正来修正电离的非相对论处理。利用修正的准相对论理论，确定了观测概率不可忽略、拓扑荷大的电子涡旋态的条件。
2018-03-07 physics.atom-ph quant-ph
Vortex spin in a superfluid
本文利用安鲁类比引力框架研究二维超流体玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子化涡旋，证明其动力学行为类似引力场中带自旋的带电粒子，从而提出涡旋自旋概念，补充了昂萨格环流量子化预言，并指出其在量子技术中的应用潜力。
2023-05-25 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Exploiting lens aberrations to create electron vortex beams
提出了一种新的电子涡旋束产生方法的模型，并进行了实验验证。该技术要求对透镜像差的自由度进行受控操纵，以实现螺旋形相位波前。这些自由度可以通过使用透射电子显微镜的校正透镜来获得。涡旋光束是通过将这些透镜特别对准成专门设计的偏振状态并在聚光器平面中应用环形孔径而产生的。实验结果与模拟结果吻合较好。
2013-07-18 physics.optics quant-ph
Ultrafast Generation and Control of an Electron Vortex Beam via Chiral Plasmonic Near Fields
涡旋携带的物质波，如手征电子束，在应用科学和基础科学中都有重要的意义。连续波电子涡旋束通常通过被动相位掩模在电子的波函数上压印横向相位调制来制备。在这里，我们表明，飞秒手征等离子体激元近场使电子涡旋束的超快时间尺度上的产生和动态控制。由此产生的电子波包的涡旋结构探测在实空间和倒易空间使用超快透射电子显微镜。这种方法提供了一个高度的可扩展性，以小的长度尺度和阿秒精度的电子涡度的高效操纵。除了直接影响在纳米超快过程中，其中手征起着重要作用的调查，我们进一步讨论了使用这种技术的前景，以形成带电的复合粒子，如质子的波函数，以及它如何可以用来探测它们的内部结构。
2018-12-19 physics.optics quant-ph
Universal nondiffractive topological spin textures in vortex cores of light and sound
该研究揭示了光和声涡旋核心中普遍存在的非衍射拓扑自旋纹理，并展示了其在不同载波模式下的普遍性局限。
2025-12-02 physics.optics quant-ph
Energetically stable singular vortex cores in an atomic spin-1 Bose-Einstein condensate
我们分析了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中奇异单量子化涡旋的结构和稳定性。我们发现，奇异涡旋可以在铁磁相和极性相的能量稳定，尽管存在一个较低的能量非奇异的无核涡旋的铁磁相。自旋-1系统表现出一个充满活力的层次结构的长度尺度从不同的相互作用强度，我们发现，涡核变形到一个更大的尺寸所确定的特征长度尺度的自旋相关的相互作用。我们表明，在铁磁相的稳定的核心结构，尽管明显的复杂性，可以被确定为一个单一的极性核心与轴对称的密度分布，这是非零无处不在。在极相，能量有利的核心变形导致分裂的单量子涡旋成一对半量子涡旋，保留了扩展的核心区域以外的涡旋的拓扑结构，但打破了核心的轴对称性。由此产生的半量子涡旋表现出非零铁磁芯。
2012-07-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Delay in electronic vortex states created by multiphoton ionization with single elliptically polarized laser pulses
本研究结合实验与理论，揭示单个强椭圆偏振激光脉冲下原子光电子动量分布中的涡旋结构源于两种主要电子涡旋态的相消干涉，并发现原子势与激光势导致的近核暂时延迟。
2025-09-26 physics.atom-ph quant-ph
Vortex lattice solutions to the Gross-Pitaevskii equation with spin-orbit coupling in optical lattices
利用原子与光的相互作用可以在冷原子系统中产生有效的自旋轨道耦合。我们利用考虑自旋轨道耦合的Gross-Pitaevskii方程研究了光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚。Bloch状态的线性方程的数值计算得到，并与固定的解决方案的Gross-Pitaevskii方程的非线性项。当自旋-轨道耦合较强时，发现了各种涡旋晶格态。
2013-01-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
The geometric phase and the geometrodynamics of relativistic electron vortex beams
本文从涡旋线周围标量电子的几何相位出发，研究了相对论电子涡旋束的几何动力学。指出带有轨道角动量的电子涡旋束是费米子Skyrmion模型的自然结果。这是由于在Nelson随机力学的框架下，引入方向矢量（涡线）来描述自旋自由度时，费米子的量子化过程。在这种形式中，费米子被描述为围绕涡线的标量粒子。结果表明，当标量电子环绕涡旋线所获得的Berry相位涉及量子化的Dirac位相时，当涡旋线平行（正交）于波前传播方向时，我们得到傍轴（非傍轴）光束。非傍轴光束包含自旋-轨道相互作用。当涡旋线相对于传播方向倾斜时，Berry相位涉及非量子化的量子化。考虑到自旋电荷的重整化群流，本文研究了倾斜涡旋方向的时间变化，并预测这将引起自旋霍尔效应。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
The Geometric phase and fractional orbital angular momentum states in electron vortex beams
本文从几何相位的角度研究了电子涡旋光束中的分数轨道角动量态。我们已经考虑了电子的skyrmionic模型，其中它被描绘为围绕涡旋线的标量电子轨道，这引起了自旋自由度。标量电子绕涡旋线运动所获得的几何相位引起自旋-轨道相互作用，从而产生分数OAM态，其非量子化的π电荷与相应的几何相位相关联。这涉及EVB中的倾斜涡流。的电荷经历的重整化群（RG）流，其中包括一个长度尺度的依赖性，使分数OAM状态不稳定的传播。指出当EVB在外部磁场中运动时，拉盖尔-高斯模的Gouy相位改变了几何相位因子，适当选择径向折射率有助于获得稳定的分数OAM态.
2016-12-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Relativistic Electron Vortex Beams: Angular Momentum and Spin-Orbit Interaction
受最近发现的携带轨道角动量（AM）的电子涡旋束的启发，我们构造了狄拉克方程的精确贝塞尔束解。它们描述了标量电子束的相对论和非傍轴修正。我们用Berry-phase修正描述了电子的自旋和轨道AM，并预言了自由空间中的内禀自旋-轨道耦合。这可以被观察到作为一个自旋相关的概率分布的聚焦电子涡旋束。此外，磁矩的计算，这表明不同的$g$ -因子的自旋和轨道AM，也包含贝里相位校正。
2011-09-11 cond-mat.str-el hep-th physics.optics
Stability and dynamics across magnetic phases of vortex-bright type excitations in spinor Bose-Einstein condensates
静态特性，即，研究了二维简谐约束自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋亮型激发的存在性、稳定性以及猝灭动力学.线性稳定的涡亮涡和亮涡亮解决方案出现在反铁磁和铁磁旋量气体的平方塞曼能量位移的变化。它们的变形跨越相关的过渡暴露和详细讨论evincing也表明，涌现的不稳定性可以导致斑图形成。空间伸长，进动运动和螺旋的非线性激发时，暴露于有限的温度和跨越不同的相边界，通过淬火的二次塞曼系数，被揭开。其中，由淬火引发的自旋混合过程导致随后配置的波形的变化。我们的研究结果揭示了斑图形成和自旋混合过程之间的相互作用，在当代冷原子实验中可以访问。
2022-11-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Theory and applications of free-electron vortex states
经典波和量子波都可以形成涡旋：具有螺旋相锋和方位角电流密度。这些特征决定了局域涡旋态所携带的内禀轨道角动量。在过去的25年里，光学涡旋光束已经成为现代光学的一个固有组成部分，取得了许多令人瞩目的成就和应用。在过去的十年中，人们已经认识到并证明了这样的涡旋束或波包也可以出现在自由电子波中，特别是在电子显微镜中。对自由电子涡旋态的兴趣迅速蔓延到物理学的不同领域：从量子力学的基本方面，通过对物质（包括单个原子）的精细探测的应用，到高能粒子碰撞和辐射过程。在这里，我们提供了一个全面的理论和实验研究在这一新兴的研究领域的审查。我们描述了电子涡旋态的主要性质，实验成果和可能的应用范围内的透射电子显微镜，以及涡旋电子在相对论和高能过程中可能发挥的作用。我们的目标是提供一个平衡的描述，包括教学介绍，坚实的理论基础和广泛的实际细节。特别注意将理论见解转化为未来实验的建议，在电子显微镜及以后，在任何情况下，自由电子发生。
2017-03-20 hep-ph hep-th physics.optics
The Aharonov-Bohm effect in scattering of nonrelativistic electrons by a penetrable magnetic vortex
阐述了自旋非相对论带电粒子与可穿透磁涡旋散射的量子力学理论。示出的散射微分截面由两个条款，一个描述衍射的旋涡在前进的方向上，另一个描述通过旋涡的渗透。阿哈罗诺夫-博姆效应表现为衍射图案中的条纹位移。分析了涡流内部磁场强度均匀分布情况下的穿透效应。我们发现，磁涡旋的穿透性不影响衍射图案，因此，Aharonov-Bohm效应是相同的，对于一个可穿透的旋涡作为一个不可穿透的。
2014-11-17 hep-th math-ph math.MP
