New quantum-mechanical effect and its application in generation of twisted particle beams

Seminars

Dzhelepov Laboratory of Nuclear Problems

Joint Laboratory Seminar

Date and Time: Wednesday, 4 December 2024, at 11:00 AM

Venue: Conference Hall, Dzhelepov Laboratory of Nuclear Problems, online on Zoom

Seminar topic: “New quantum-mechanical effect and its application in generation of twisted particle beams”

Speaker: Alexander Silenko (BLTP)

Abstract:

Закрученные пучки заряженных частиц применяются в важных областях, особенно благодаря их гигантским магнитным моментам. После проникновения из вакуума в соленоид заряженная частица движется по спирали. Квантово-механическое и классическое описания этого движения различаются. В квантовой механике, в отличие от классической картины, частица имеет ненулевой радиальный импульс, и существует новый эффект изменения ее квантово-механического состояния. Угловая скорость вращения частицы ω не коммутирует с гамильтонианом. Сразу после проникновения в соленоид вращение частицы характеризуется определенной фазой. После нескольких оборотов, число которых зависит от дисперсии величины ω, частица уже находится в одном из закрученных состояний Ландау. Как было показано ранее Floetmann и Karlovets (2020), такая частица остается закрученной после проникновения из соленоида в вакуум. Показано, что найденный квантово-механический эффект может быть использован на практике для производства закрученных пучков частиц в широком диапазоне энергий, включая пучки новых закрученных частиц.