Общерелятивистская прецессия спина как проявление геометрической фазы Рытова-Владимирского-Берри

Abstract

Для реализации больших возможностей современных прецизионных квантовых измерительных систем необходимо проводить комплексный анализ соответствующих задач теоретической физики. Для квантовой метрологии важным является исследование поведения спина частиц, в частности фотонов, при их движении во внешних полях. В работе обсуждается понятие волновой функции безмассовой частицы с произвольным спином и рассматриваются релятивистсткие волновые уравнения, которым удовлетворяют эти волновые функции. Исследуется квазиклассическое движение безмассовой частицы с произвольным спином в общей теории относительности. Для расчета изменения состояния поляризации частицы применен метод геометрической фазы Рытова-Владимирского-Берри. Предложен простой вывод вычисления угловой скорости общерелятивистской прецессии спина частицы. Показано, что определяющую роль при расчете общерелятивистской прецессии играет условие Борна-Фока-Саймона. Realization of great opportunities of modern accurate quantum measuring systems needs to perform the complex analysis of corresponding problems of theoretical physics. For quantum metrology it is important to investigate the spin movement of particles, in particular photons, moving in external fields. In the paper the notion of wave function for arbitrary spin massless particle is discussed. These wave functions satisfy some relativistic wave equations under consideration in the paper. The semiclassical motion of arbitrary spin massless particle in general relativity is considered. The evolution of particle polarization state is investigated by using the method of Rytov-Vladimirsky-Berry geometrical phase. A simple derivation is given for calculating of general relativistic spin precession of the particle. It is shown that Born-Fock-Simon condition is of great importance for general relativistic spin precession calculation.