加速器中涡旋粒子的角动量动力学
使用自旋极化的轻子和强子束进行的实验通常采用具有确定动量和能量的平面波态。与之形成对比的是,涡旋态代表携带沿传播方向明确定义轨道角动量投影的柱面波。这种投影可任意增大,使此类粒子具有比平面波态高出数个数量级的磁矩。因此,在高能碰撞中,涡旋粒子或可补充——甚至取代——自旋极化束流,从而观测到常规量子态无法企及的可观测量。尽管相对论性涡旋束尚未实现,该团队研究了加速器中涡旋粒子角动量的辐射与非辐射动力学。通过计算光子发射导致的角动量损失时间尺度,发现该过程显著长于典型加速时间。非辐射动力学由进动主导——轨道角动量的进动频率与自旋进动频率存在显著差异。类似于环形加速器中的自旋调谐,这会引发破坏束流轨道角动量的共振现象,且涡旋束发生此类共振的频率远高于自旋极化束。因此,直线加速器可能更适合涡旋粒子加速,而“西伯利亚蛇”装置或可作为角动量调控工具使用。
