直线加速器中涡旋粒子加速导致的光子发射

该研究团队利用标量量子电动力学(QED),研究了具有相位涡旋和轨道角动量(OAM)投影的无自旋带电粒子在纵向电磁场中的光子发射现象。当电子或离子被射频波加速形成实际波包时,其局域感受的电磁场可视为恒定均匀场,这使得研究人员能够建立有效模型来描述涡旋粒子因光子发射导致的角动量损失。针对典型加速器设施中的场强条件,研究发现涡旋态的有效寿命远超加速时长。这一结果表明:在常规直线加速器以及具有更高场梯度的尾波场加速器中,涡旋电子、离子、μ子等粒子完全可被加速至相对论性能量;由光子发射导致的OAM损失基本可忽略不计,且涡旋量子态对此类损耗具有极强的鲁棒性。

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提交arXiv: 2025-12-10 18:55
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