On a macroscopic measurement of the spin of electromagnetic radiation

Summary

The spin of electromagnetic radiation can be revealed at microwave frequencies by the torque exerted by a circularly polarized wave upon a screen which can conduct current only parallel to a given direction. In order to make an accurate quantitative measurement, one has to know the angular momentum cross section of the screen. The first few terms of a series expansion of the cross section are evaluated, with the assumption that the screen is a circular disc whose radius is small with respect: to the wavelength. In order to assess the accuracy with which the polarization must be circular, also the imaginary part of the cross section is evaluated. Explicit expressions are given for the scattered field over the screen. The feasibility of the experiment is discussed.

Riassunto

Lo spin del campo elettromagnetico può essere rivelato per mezzo del momento di torsione esercitato da micro-onde polarizzate circolarmente su uno scliermo capace di conduire la corrente soltanto in una direzione. Ma per effettuare una precisa misura quantitativa si deve conoscere la sezione efficace di assorbimento di momento angolare da parte dello schermo. In questo lavoro vengono valutati alcuni primi termini della sezione efficace nell’ipotesi che lo schermo sia un disco circolare di diametro piccolo rispetto alla lunghezza d’onda. Allo scopo di determinare la precisione con la quale la polarizzazione deve essere circolare, viene valutata anche la parte immaginaria della sezione efficace. Espressioni esplicite vengono date per il campo sullo schermo. Viene discussa la possibilità di effettuare con questa esperienza una misura precisa.