論文の概要: Operative Approach to Quantum Electrodynamics in Dispersive Dielectric
Objects Based on a Polarization Modal Expansion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.03668v5
- Date: Tue, 2 Aug 2022 14:30:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-19 01:24:15.861514
- Title: Operative Approach to Quantum Electrodynamics in Dispersive Dielectric
Objects Based on a Polarization Modal Expansion
- Title（参考訳）: 分極モード展開に基づく分散誘電体物体の量子電磁力学の操作的アプローチ
- Authors: Carlo Forestiere and Giovanni Miano
- Abstract要約: ホップフィールド型スキームを適用し,その分散と散逸を考慮に入れた。
我々は、偏光と電磁界を区別し、均等な足場上での偏光と電磁ゆらぎの処理を可能にする。
- 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: In this paper we deal with the macroscopic electromagnetic response of a
finite size dispersive dielectric object, in unbounded space, in the framework
of quantum electrodynamics using the Heisenberg picture. We apply a Hopfield
type scheme to account for the dispersion and dissipation of the matter. We
provide a general expression of the polarization density field operator as
functions of the initial conditions of the matter field operators and of the
electromagnetic field operators. It is a linear functional whose kernel is a
linear expression of the impulse response of the dielectric object that we
obtain within the framework of classical electrodynamics. The electric field
operator is expressed as a function of the polarization density field operator
by means of the dyadic Green's function for the free space. The statistical
functions of these operators are classical functionals of the statistics of the
initial conditions of the matter field operators and of the electromagnetic
field operators, whose kernels are linear or multilinear expressions of the
impulse response of the dielectric object. We keep the polarization and the
electromagnetic field distinct to enable the treatment of the polarization and
electromagnetic fluctuations on equal footing. We expand the polarization
density field operator in terms of the static longitudinal and transverse modes
of the object to diagonalize the Coulomb and Ampere interaction energy terms of
the Hamiltonian in the Coulomb gauge. We expand the radiation fields in terms
of the transverse plane wave modes of free space. Few static longitudinal and
transverse modes are needed to calculate each element of the impulse response
matrix for dielectric objects with sizes of the order up to
$\min\limits_{\omega}\{c_0/[\omega \sqrt{|{\chi}(\omega)|}]\}$ where
${\chi}(\omega)$ is the susceptibility of the dielectric.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、ハイゼンベルク像を用いた量子電気力学の枠組みにおいて、非有界空間における有限サイズの分散誘電体物体のマクロ電磁応答を扱う。
我々は,物質の分散と散逸を考慮したホップフィールド型スキームを適用した。
電場演算子と電磁場演算子の初期条件の関数として偏光密度場演算子の一般表現を提供する。
核が古典的電磁力学の枠組みの中で得られる誘電体のインパルス応答の線形表現である線形汎関数である。
電場演算子は、自由空間に対するdyadic green関数を用いて分極密度場演算子の関数として表現される。
これらの作用素の統計関数は、物質場作用素の初期条件と電磁場作用素の統計の古典的な汎関数であり、その核は誘電体オブジェクトのインパルス応答の線形あるいは多重線型表現である。
我々は、偏光と電磁界を区別し、均等な足場上での偏光と電磁ゆらぎの処理を可能にする。
我々は、物体の静的長手モードおよび横モードの観点から偏極密度場演算子を拡張し、クーロンゲージにおけるハミルトニアンの相互作用エネルギー項とアンペア相互作用エネルギー項を対角化する。
我々は自由空間の横面波モードを用いて放射場を拡大する。
誘電体オブジェクトのインパルス応答行列の各要素を、最大$\min\limits_{\omega}\{c_0/[\omega \sqrt{|{\chi}(\omega)|}]\}$ ここで${\chi}(\omega)$は誘電体の感受性である。
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