論文の概要: Gauge dependence of spontaneous radiation spectrum in a time-dependent relativistic non-perturbative Coulomb field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.03429v3
• Date: Fri, 2 Jul 2021 22:15:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 09:16:24.823183
• Title: Gauge dependence of spontaneous radiation spectrum in a time-dependent relativistic non-perturbative Coulomb field
• Title（参考訳）: 時間依存相対論的非摂動クーロン場における自然放射スペクトルのゲージ依存性
• Authors: Xue-Nan Chen, Yu-hang Luo and Xiang-Song Chen
• Abstract要約: 我々は、ラムが気がついた「ゲージ選択」問題を拡張し、時間依存の相対論的非摂動クーロン場を含むようにした。 この時間依存相対論的非摂動的クーロン場に対するゲージ選択は、外部場近似をとる際には、従来の方法では克服できないことが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We extend the "gauge choice" problem Lamb noticed to include a time-dependent relativistic non-perturbative Coulomb field, which can be produced by a cluster of relativistic charged particles. If adiabatic conditions are carefully maintained, such a field must be included along side the nuclear Coulomb potential when defining the atomic state. We reveal that when taking the external field approximation, the gauge choice for this time-dependent relativistic non-perturbative Coulomb field cannot be overcome by previous method, and leads to considerable gauge-dependence of the transient spontaneous radiation spectrum. We calculate explicitly with a simple one-dimensional charged harmonic oscillator that such a gauge-dependence can be of a measurable magnitude of 10 MHz or larger for the commonly used Coulomb, Lorentz, and multipolar gauges. Contrary to the popular view, we explain that this gauge dependence is not really a disaster, but actually an advantage here: The relativistic bound-state problem is so complicated that a fully quantum-field method is still lacking, thus the external field approximation cannot be derived and hence not guaranteed. However, by fitting to the experimental data, one may always define an effective external field, which may likely be parameterized with the gauge potential in a particular gauge. This effective external field would not only be of phenomenological use, but also shed light on the physical significance of the gauge field.
• Abstract（参考訳）: 我々は、相対論的荷電粒子のクラスターによって生成できる時間依存相対論的非摂動クーロン場を含むことをラムが指摘した「ゲージ選択」問題を拡張する。 断熱条件が慎重に維持されている場合は、原子状態を定義する際に核クーロンポテンシャルの側にその場を含めなければならない。 外部磁場近似をとると、この時間依存相対論的非摂動クーロン場に対するゲージ選択は、従来の方法では克服できず、一過性自発的放射スペクトルのゲージ依存性がかなり大きいことが判明した。 我々は、一般的なクーロン、ローレンツ、マルチポーラゲージに対して、そのようなゲージ依存性が10MHz以上であるような単純な1次元電荷調和振動子を明示的に計算する。 一般の見解とは対照的に、このゲージ依存は実際には災害ではなく、実際には利点である:相対論的境界状態問題は非常に複雑であり、完全な量子場法が不足しているため、外部場の近似は導出できず、したがって保証されない。 しかし、実験データに適合することにより、常に有効外部場を定義することができ、これは特定のゲージのゲージポテンシャルとパラメータ化される可能性がある。 この効果的な外部場は現象学的な用途だけでなく、ゲージ場の物理的意義にも光を当てた。

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