論文の概要: Quantum delocalization, gauge and quantum optics: The light-matter
interaction in relativistic quantum information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.12785v1
- Date: Fri, 28 Aug 2020 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-04 11:31:23.156759
- Title: Quantum delocalization, gauge and quantum optics: The light-matter
interaction in relativistic quantum information
- Title（参考訳）: 量子非局在化、ゲージおよび量子光学:相対論的量子情報における光-物質相互作用
- Authors: Richard Lopp and Eduardo Mart\'in-Mart\'inez
- Abstract要約: 第一量子化原子系と量子電磁場との相互作用を再考する。
完全最小結合モデルと量子光学で使用される典型的な有効モデルとを結びつける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We revisit the interaction of a first-quantized atomic system (consisting of
two charged quantum particles) with the quantum electromagnetic field, pointing
out the subtleties related to the gauge nature of electromagnetism and the
effect of multipole approximations. We connect the full minimal-coupling model
with the typical effective models used in quantum optics and relativistic
quantum information such as the Unruh-DeWitt (UDW) model and the dipole
coupling approximation. We point out in what regimes different degrees of
approximation are reasonable and in what cases effective models need to be
refined to capture the features of the light-matter interaction. This is
particularly important when considering the center of mass (COM) of the atom as
a quantum system that can be delocalized over multiple trajectories. For
example, we show that the simplest UDW approximation with a quantum COM fails
to capture crucial R\"ontgen terms coupling COM and internal atomic degrees of
freedom with each other and the field. Finally we show how effective dipole
interaction models can be covariantly prescribed for relativistically moving
atoms.
- Abstract（参考訳）: 電磁気のゲージの性質と多重極近似の効果に関係した微妙さを指摘し、量子電磁場と第1量子化原子系(2つの荷電量子粒子からなる)の相互作用を再考する。
量子光学や相対論的量子情報(unruh-dewitt(udw)モデルや双極子カップリング近似など)で用いられる典型的な実効モデルと完全極小結合モデルを結びつける。
我々は、異なる近似のレジームが妥当であるか、どの場合において、光-物質相互作用の特徴を捉えるために効果的なモデルを洗練する必要があるかを指摘する。
これは、原子の質量(COM)の中心を複数の軌道上で非局在化できる量子系として考えると特に重要である。
例えば、量子COMとの最も単純なUDW近似は、COMと内部原子自由度を互いに結合する重要なR\"オントゲン項を捕捉できないことを示す。
最後に、相対論的に動く原子に対して効果的な双極子相互作用モデルがどのように共変的に定まるかを示す。
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