Verschränkung von Spin und Drehimpuls von Neutronen

Dass der Bahndrehimpuls von gebunden massiven Teilchen, aber auch von freien Photonen quantisiert ist, ist seit Langem bekannt. In den letzten Jahren wurde dieses Verhalten nun aber auch bei freien massiven Teilchen beobachtet, nämlich bei Elektronen. Erst kürzlich gelang auch der Nachweis bei thermischen Neutronen mittels einer Spiralphasenplatte. Jedoch wird der damit erzeugte Bahndrehimpuls als extrinsisch bezeichnet, da die Neutronen lediglich denselben Bahndrehimpuls bezüglich einer optischen Achse haben, der intrinsische Bahndrehimpuls, also bezüglich des Impulsvektors der einzelnen Neutronen, ist jedoch unterschiedlich. Daher wurden neue theoretische Methoden zur Bahndrehimpuls Erzeugung freier Teilchen entwickelt. Es wird vorhergesagt, dass ein magnetischer Quadrupol genutzt werden kann um eine Verschränkung zwischen Spin und Bahndrehimpuls herzustellen. Zusätzlich zu dieser bestehenden Methode, schlagen wird Verwendung homogener elektrischer Felder zur Erzeugung von Verschränkung zwischen Spin und Bahndrehimpuls im Rahmen dieses Projektes vor. Ein elektrisches Feld mit Polarisation in Flugrichtung der Teilchen induziert einen longitudinalen Bahndrehimpuls, während eine transversale Polarisation einen transversalen Bahndrehimpuls zur Folge hat. Letzteres ist für freie Teilchen bis jetzt noch nicht beobachtet worden. Ziel des Projekts sind zusammengefasst, Herstellung und Nachweis von longitudinal und transversalen Bahndrehimpuls sowie deren Verschränkung mit dem Spin des Neutrons.