論文の概要: Quantum Electrodynamics with a Nonmoving Dielectric Sphere: Quantizing Lorenz-Mie Scattering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.07975v3
• Date: Tue, 14 Nov 2023 06:00:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-15 19:50:48.370993
• Title: Quantum Electrodynamics with a Nonmoving Dielectric Sphere: Quantizing Lorenz-Mie Scattering
• Title（参考訳）: 非移動誘電体球を持つ量子電磁力学:ローレンツマイ散乱の量子化
• Authors: Patrick Maurer, Carlos Gonzalez-Ballestero, Oriol Romero-Isart
• Abstract要約: 真空中における非移動誘電体球の存在下での電磁界の定量化を行う。 正規化された固有モジュラーの2つの有用な代替基底、球面固有モジュラーと散乱固有モジュラーを規定する。 この研究は、光と誘電体球の運動、回転、振動の自由度の間の量子相互作用を記述する理論的基礎を定めている。
• 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 quantize the electromagnetic field in the presence of a nonmoving dielectric sphere in vacuum. The sphere is assumed to be lossless, dispersionless, isotropic, and homogeneous. The quantization is performed using normalized eigenmodes as well as plane-wave modes. We specify two useful alternative bases of normalized eigenmodes: spherical eigenmodes and scattering eigenmodes. A canonical transformation between plane-wave modes and normalized eigenmodes is derived. This formalism is employed to study the scattering of a single photon, coherent squeezed light, and two-photon states off a dielectric sphere. In the latter case we calculate the second-order correlation function of the scattered field, thereby unveiling the angular distribution of the Hong-Ou-Mandel interference for a dielectric sphere acting as a three-dimensional beam splitter. Our results are analytically derived for an arbitrary size of the dielectric sphere with a particular emphasis on the small-particle limit. This work sets the theoretical foundation for describing the quantum interaction between light and the motional, rotational and vibrational degrees of freedom of a dielectric sphere.
• Abstract（参考訳）: 真空中における非移動誘電体球の存在下で電磁場を定量化する。 球面はロスレス、分散レス、等方性、均質であると仮定される。 量子化は正規化固有モードと平面波モードを用いて行われる。 正規化固有モードには球面固有モードと散乱固有モードの2つの有用な代替基盤を指定する。 平面波モードと正規化固有モードの正準変換を導出した。 この形式は、単一光子、コヒーレント励起光、誘電体球からの2光子状態の散乱を研究するために用いられる。 後者の場合、散乱場の2次相関関数を計算し、三次元ビームスプリッタとして作用する誘電体球面に対するホン・ウー・マンデル干渉の角分布を明らかにした。 この結果は誘電体球の任意の大きさに対して解析的に導出され、小粒子の極限に特に重点を置いている。 この研究は、光と誘電体球の運動、回転、振動の自由度の間の量子相互作用を記述する理論的基礎を定めている。

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