ディラック場と相互作用する電磁波のための新しい角運動量保存則

要旨 光と物質の相互作用の理論において、角運動量の全球的保存則はよく知られています。しかし、局所的な保存則、つまり空間の各点における角運動量の保存則は、特に相対論的ディラック-マクスウェル場の文脈において未探索のままです。ここでは、QEDラグランジアンとノーザーの定理を用いて、ディラック-マクスウェル場のための新しい局所的角運動量保存則を、線形運動量の連続性関係の形で導出します。この局所的保存則をスピンと軌道角運動量（OAM）密度のための四つの結合運動方程式に分けます。スピン-OAM相互作用の局所的なダイナミクスとマクスウェル場とディラック場間の角運動量の交換に光を当てるために、運動方程式にヘリシティ電流テンソル、OAM電流テンソル、スピン-軌道トルクを導入します。私たちの結果が、平面波干渉やデュアルモード光ファイバーの例を用いて古典的電気力学にどのように翻訳されるかを明らかにします。私たちの結果は、電磁波とディラック場の相対論的相互作用に関連した角運動量現象に光を当てます。