Momento angular orbital da luz
O momento angular orbital da luz (MAO) é o componente do momento angular de um feixe de luz que depende da distribuição espacial do campo, e não da polarização. Ele pode ser dividido em um MAO interno e um MAO externo.[1] O MAO interno é um momento angular independente da origem de um feixe de luz que pode ser associado a uma frente de onda helicoidal ou torcida.[2] O MAO externo é o momento angular dependente da origem que pode ser obtido como produto vetorial da posição do feixe de luz (centro do feixe) e seu momento linear total.[3][4][5]
Expressões matemáticas para o momento angular orbital da luz[editar | editar código-fonte]
A expressão clássica do momento angular orbital no limite paraxial é a seguinte:[6]
onde e são o campo elétrico e o potencial vetorial, respectivamente, é a permissividade do vácuo e estamos usando unidades SI. Os símbolos -sobrescritos denotam os componentes cartesianos dos vetores correspondentes.
Para uma onda monocromática esta expressão pode ser transformada na seguinte:[7]
Esta expressão geralmente não desaparece quando a onda não é cilindricamente simétrica. Em particular, numa teoria quântica, os fotons individuais podem ter os seguintes valores do MAO:
As funções de onda correspondentes (funções próprias do operador MAO) têm a seguinte expressão geral:
onde é a coordenada cilíndrica. Como mencionado na introdução, esta expressão corresponde a ondas com frente de onda helicoidal (ver figura acima), com um vórtice óptico no centro, no eixo do feixe.
Referências
- ↑ ANDRADE, JOSE HENRIQUE ARAUJO LOPES DE (2010). «Estudo do Momento Angular Orbital da Luz na Conversão Paramétrica Descendente e em Informação Quântica». oasisbr.ibict.br. Consultado em 8 de dezembro de 2023
- ↑ Silva Matos Carvalho, Márcio Bruno da. «Estabilidad e inestabilidad en la propagación no lineal de haces ópticos de Bessel con momento angular orbital». Consultado em 8 de dezembro de 2023
- ↑ Froes, Nivea Regina de Godoy. «"Influência do modo de fotoativação e da distância da fonte de luz no grau de conversão e microinfiltração de um compósito"». Consultado em 8 de dezembro de 2023
- ↑ Sergio, Cássio Sanguini (19 de novembro de 2019). «Mecânica Quântica: Momento Angular Orbital». bycfisica (em inglês). Consultado em 8 de dezembro de 2023
- ↑ Chen, Menglin L. N.; Jiang, Li Jun; Sha, Wei E. I. (14 de fevereiro de 2016). «Artificial perfect electric conductor-perfect magnetic conductor anisotropic metasurface for generating orbital angular momentum of microwave with nearly perfect conversion efficiency». Journal of Applied Physics (em inglês) (6). ISSN 0021-8979. doi:10.1063/1.4941696. Consultado em 8 de dezembro de 2023
- ↑ Belinfante, F. J. (1940). «Na corrente e na densidade da carga elétrica, na energia, no momento linear e no momento angular de campos arbitrários». Physica. 7 (5): 449–474. Bibcode:1940Phy.....7..449B. CiteSeerX 10.1.1.205.8093. doi:10.1016/S0031-8914(40)90091-X
- ↑ Humblet, J. (1943). «Sur le moment d'impulsion d'une onde electromagnetique». Physica. 10 (7): 585–603. Bibcode:1943Phy....10..585H. doi:10.1016/S0031-8914(43)90626-3