接棒爱因斯坦,德物理学家今揭开光子动量的奥秘,或解决30余年争议( 四 )

接棒爱因斯坦,德物理学家今揭开光子动量的奥秘,或解决30余年争议

图 | 实验方案(来源:A. Hartung)

在 Hartung 研究团队设计的实验方案中,所有面板的横坐标表示光偏振轴 z,纵坐标表示光传播轴 x。图中 a、b、c 的设置可以实现三种不同形式的氩的强场电离:a 和 c 可以让激光从一侧进入交互空间,而 b 则可同时从两侧产生驻波。中间的图 d、e、f 表示获得相应的电子动量分布结果,对于线性光来说,并没有表现出任何由光子动量引起的偏移(也就是说,它们在光中没有表现出任何不对称特征)。由于实验在光偏振轴 z 上的对称性,因此数据在该维度上也是对称的。

图 d、e、f 中通过颜色变化以线性比例地描述出收集的计数值。同时,d~f 中的虚线表示光传播方向的平均动量,这在图 g 进一步得到了解释:通过计算三种电离情形下光传播方向上的平均动量,并将其放大约 100 倍,清晰的非偶极子特征变得可见。在驻波电离的情况下,由于实验安排的空间对称性,不会产生显著的动量偏移。而在两种单脉冲电离的情况下,当改变激光脉冲的传播方向时,抛物线形状会产生翻转。

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