Momento Angular Orbital Transversal de Vórtices Ópticos Espaciotemporais

Vórtices ópticos espaciotemporais (STOVs) são pacotes de ondas eletromagnéticas que transportam uma singularidade de linha de fase perpendicular à sua direção de propagação. Abordamos o problema do momento angular orbital transversal (OAM) efetivamente transportado por STOVs que se propagam no espaço livre ou em meios não dispersivos, a situação experimental mais frequente. Um STOV de simetria elíptica com carga topológica l e frequência portadora 0 transporta um OAM transversal intrínseco por unidade de energia l/2 0, onde é a elipticidade do STOV. Intrínseco refere-se ao OAM em torno de um eixo transversal em movimento que passa permanentemente pelo centro do STOV. Para STOVs circulares ( = 1), esse valor é metade do OAM longitudinal intrínseco de feixes de luz monocromática da mesma carga e frequência. Esse resultado concorda com o observado na Phys. Rev. Lett., Vol. 127, 193901, 2021. A fórmula ( + 1/)l/2 0 para o OAM transversal intrínseco na Phys. Rev. A, Vol. 107, L031501, 2023, produz valores infinitos e não é conservada na propagação para STOVs particulares. Quando os STOVs se propagam perdendo sua simetria elíptica, eles preservam o OAM transversal intrínseco l/2 0, apesar da singularidade de fase poder se dividir, as singularidades divididas podem desaparecer ou até mudar o sinal de suas cargas topológicas. O OAM transversal total de um STOV em torno de um eixo transversal fixo que atravessa seu centro se anula, porque o OAM transversal extrínseco é oposto ao OAM intrínseco, o que pode impedir aplicações como colocar partículas em rotação, mas os STOVs poderiam transmitir seu OAM intrínseco para os fótons de outras ondas, como em processos de conversão de frequência não linear.