近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所科研人員通過(guò)電子云概念以及洛倫茲變換性質(zhì)，研究電子渦旋束流的角動(dòng)量性質(zhì)，并結(jié)合不同外電場(chǎng)、磁場(chǎng)首次提出操縱電子渦旋束流及其角動(dòng)量的方法。 \;.\g6zX  
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　　自旋是微觀粒子的一種內(nèi)稟屬性，而對(duì)于軌道角動(dòng)量的研究揭示出微觀粒子具有其他的奇特性質(zhì)。電子渦旋束流是熱門的研究問(wèn)題，該類電子最大的特點(diǎn)是其波函數(shù)具有非常特殊的相因子，并由此存在一類特殊的軌道角動(dòng)量——內(nèi)稟軌道角動(dòng)量（intrinsic OAM），其方向與電子運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量方向相同。與其他研究方法不同的是，該項(xiàng)工作運(yùn)用電子云概念首次研究渦旋電子束流在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，得出正確的角動(dòng)量進(jìn)動(dòng)方程，并提出3種操縱電子渦旋束流及其角動(dòng)量的方法。 N'i%9SBcg  
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　�。�1）分離角動(dòng)量不同的電子渦旋束流。 \=XAl >}\  
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　　由于電子軌道角動(dòng)量與電子磁矩具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在外磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)將對(duì)軌道角動(dòng)量產(chǎn)生力的效果。對(duì)于角動(dòng)量不同的電子束流，在縱向磁場(chǎng)（BL）中將獲得不同的加速效果，使得相應(yīng)的電子束流具有不同的速度。由此可以利用速度選擇器選擇實(shí)際研究需要的具有特定角動(dòng)量的電子束流，如下圖。 SwV
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　　（2）利用電磁場(chǎng)凍結(jié)內(nèi)稟軌道角動(dòng)量，保持角動(dòng)量的螺旋性不變。 >ys>Q)  
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　　電子渦旋束流的螺旋性可以通過(guò)內(nèi)稟軌道角動(dòng)量的進(jìn)動(dòng)頻率和電子束流的回旋頻率來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)兩種頻率相同時(shí)，內(nèi)稟軌道角動(dòng)量的螺旋性保持不變。一般來(lái)講，在只有磁場(chǎng)的條件下回旋頻率是進(jìn)動(dòng)頻率的兩倍，因此束流的螺旋性不能夠保持不變。但電場(chǎng)與磁場(chǎng)同時(shí)存在且滿足一定條件時(shí)，進(jìn)動(dòng)頻率與回旋頻率可以相同。以此可以控制電子束流的方向，同時(shí)保持束流的內(nèi)稟角動(dòng)量。 tl (2=\  
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　　（3）反轉(zhuǎn)內(nèi)稟軌道角動(dòng)量。 a:XVu0`(  
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　　電子渦旋束流的內(nèi)稟軌道角動(dòng)量反轉(zhuǎn)可以由電子自旋的反轉(zhuǎn)原理實(shí)現(xiàn)，即由磁共振現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)。在磁共振現(xiàn)象中，兩者的差別僅在于外加磁場(chǎng)頻率的不同。 3uZY.H+H
 

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　　研究人員指出，電子渦旋束流相關(guān)性質(zhì)的研究可以推廣到正電子或強(qiáng)子的渦旋性質(zhì)研究。相關(guān)的操縱方法可以廣泛應(yīng)用于原子物理、材料物理以及高能核物理的相關(guān)研究。 :0Rd )*k,v  
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　　研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。 -sh