回折光学素子を用いて生成したラゲール・ガウスおよびエルミート・ガウス軟X線状態

角運動量を運ぶ光の能力は、物理学の知識や物質のプロービングに不可欠である。光子は、スピンに加えて、自由空間において軌道角運動量固有状態をとることができる。可視光の軌道角運動量は、量子情報実験、超解像顕微鏡法、光ピンセット、光格子中の原子への角運動量移行に用いられている。軟X線の軌道角運動量の応用は、適切な光学素子が不足しコヒーレントX線源が希少なため遅れているが、そうした応用では、軌道角運動量交換を通して原子状態を直接変化させる可能性や、量子物質の電子物性を調べる方法が実現する可能性がある。我々は、単一のラゲール・ガウスモード（光子1個当たり最高30ħの角運動量を運ぶことが観測されている）や、その重ね合わせを生成する軟X線回折光学素子を作製した。また我々は、エルミート・ガウス回折光学素子と軟X線軌道角運動量アナライザーについても報告する。これらのツールを用いれば、磁気スキルミオンなどのトポロジー的に複雑な電子物質の操作やより詳細な特性評価が可能になるかもしれない。