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角动量和赝角动量的拓展讨论

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本文拓展了场论中对角动量与赝角动量区别的讨论,指出在Streib文章中经常提及的角动量表达式只适合于非线性系统,同时给出了Navier-Cauchy方程所描述的线性弹性系统所对应的转动对称性以及角动量表达式.通过把研究弹性波的方法运用于电磁理论,本文认为光场角动量的正则表达式和Belinfante表达式实际为赝角动量.最后,得到了自由电磁波在真空传播过程中的"牛顿"动量∫ d3xE和角动量∫ d3x(r × E).
More on Difference between Angular Momentum and Pseudo-angular Momentum
We extend the discussion on the difference between angular momentum and pseudo-angular momentum in field theory.We show that the often quoted expressions in the paper of Streib only apply to a non-linear system,and derive the correct rotation symmetry and the corresponding angular momentum for a linear elastic system governed by Navier-Cauchy equation.By mapping the concepts and methods for the elastic wave into electromagnetic theory,we argue that the renowned canonical and Benlinfante angular momentum of light are actually pseudo-angular momentum.Then,we derive the"Newtonian"momentum ∫ d3xE and angular momentum ∫ d3 x(r × E)for a free electromagnetic wave,which are conserved quantities during propagation in vacuum.

angular momentumpseudo-angular momentumrotation symmetryelastic waveelectromagnetic wave

戴琦、陈子维、华邦辉、陈相松

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华中科技大学 物理学院,湖北 武汉 430074

海南师范大学 物理与电子工程学院,海南 海口 571158

角动量 赝角动量 转动对称 弹性波 电磁波

国家自然科学基金

11535005

2024

海南师范大学学报(自然科学版)
海南师范大学

海南师范大学学报(自然科学版)

影响因子:0.271
ISSN:1674-4942
年,卷(期):2024.37(1)
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