通过非线性康普顿散射调控γ光子的叠加涡旋态

涡旋γ光子叠加态在光核物理、高能物理以及强场物理领域具有重要应用价值。然而,如何在γ射线波段实现可控生成仍面临巨大挑战。本研究提出了一种创新方法:通过多频圆偏振激光场驱动的非线性康普顿散射,可生成轨道角动量(OAM)分离度Δℓ′和模态权重均可调控的叠加态涡旋γ光子。研究团队构建了强场量子电动力学(QED)理论框架以揭示其物理机制,并计算了辐射概率分布。该方法的叠加效应源自携带不同OAM的能量简并多光子路径之间的量子干涉。对于双频激光场,OAM分离度遵循Δℓ′=ν∓1(同向/反向旋向分别对应±符号),模态权重可通过激光强度调节,其中ν表示频率比。该方法产生的可控叠加态涡旋γ光子将为强场QED和核光子学领域带来重要应用前景。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-15 10:59

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