近日，西安交通大学物理学院教授栗建兴团队提出并发展了一种在太赫兹波导管中通过极化-模式匹配产生结构极化轻子束的方案。相关成果在《物理评论快报》发表。

研究表明，当太赫兹电磁模式与轻子束自旋极化态实现空间匹配时，可以在保持束流品质的同时，实现对自旋结构的精确操控。例如，在TE01模作用下，根据轻子束的极化-模式匹配的不同，可以产生“蜘蛛状”“螺旋型”、角向和径向极化等多样化的自旋结构。

在波导中利用太赫兹产生结构极化轻子束。西安交通大学供图

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该研究的核心创新在于将波导中特定电磁模式与轻子束自旋极化状态精确匹配。该方案克服了传统自旋控制技术只能在纵向和横向极化间切换的局限，实现了在皮秒尺度的自旋操控，还可以有效抑制束流发散和能散，保持束流品质。

该方案基于现有太赫兹技术条件，参数可行性高，且适用于电子、缪子、陶子等多种轻子束。论文第一作者、西安交通大学物理学院助理教授李中鹏介绍，团队通过理论模拟与参数优化，系统分析了波导模式、相速度匹配、自旋-磁场夹角等关键因素对自旋结构的影响，还讨论了通过脉冲整形、波导结构设计和轻子束匹配等途径进一步优化的可能性，为实验的实现提供了理论依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1103/sj2g-wvzt