論文の概要: Quantum Torque on a Non-Reciprocal Body out of Thermal Equilibrium and
Induced by a Magnetic Field of Arbitrary Strength
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.14190v1
- Date: Mon, 25 Sep 2023 14:51:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-26 15:10:17.912884
- Title: Quantum Torque on a Non-Reciprocal Body out of Thermal Equilibrium and
Induced by a Magnetic Field of Arbitrary Strength
- Title（参考訳）: 熱平衡から外れた非相反体の量子トルクと任意の強度の磁場による誘導
- Authors: Gerard Kennedy
- Abstract要約: 熱平衡から生じる静止体とその環境は量子トルクを経験する。
これは、物体の空間的に非対称な電気応答と電磁場の非平衡熱ゆらぎとの相互作用から生じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A stationary body that is out of thermal equilibrium with its environment,
and for which the electric susceptibility is non-reciprocal, experiences a
quantum torque. This arises from the spatially non-symmetric electrical
response of the body to its interaction with the non-equilibrium thermal
fluctuations of the electromagnetic field: the non-equilibrium nature of the
thermal field fluctuations results in a net energy flow through the body, and
the spatially non-symmetric nature of the electrical response of the body to
its interaction with these field fluctuations causes that energy flow to be
transformed into a rotational motion. We establish an exact, closed-form,
analytical expression for this torque in the case that the environment is the
vacuum and the material of the body is described by a damped oscillator model,
where the non-reciprocal nature of the electric susceptibility is induced by an
external magnetic field, as for magneto-optical media. We also generalise this
expression to the context in which the body is slowly rotating. By exploring
the high-temperature expansion of the torque, we are able to identify the
separate contributions from the continuous spectral distribution of the
non-reciprocal electric susceptibility, and from the resonance modes. In
particular, we find that the torque persists in the limiting case of zero
damping parameter, due to the contribution of the resonance modes. We also
consider the low-temperature expansion of the torque. This work extends our
previous consideration of this model to an external magnetic field of arbitrary
strength, thereby including non-linear magnetic field effects.
- Abstract（参考訳）: 定常体は、その環境と熱平衡から外れており、電気感受性が非相互である場合、量子トルクを経験する。
これは、体の空間的に非対称な電気的応答と電磁場の非平衡熱的揺らぎとの相互作用から生じており、熱場の非平衡な性質は、体内を流れる純エネルギーの流れを生じさせ、これらの磁場の揺らぎと相互作用する物体の電気的応答の空間的に非対称な性質は、エネルギーの流れを回転運動に変化させる。
このトルクについて, 環境が真空であり, 物体の材料が減衰振動子モデルによって記述された場合, 磁気光学媒質と同様に, 外部磁場により電気感受性の非相反性が誘導される場合の, 厳密な解析式を定式化する。
また、この表現を体がゆっくりと回転している状況に一般化する。
トルクの高温膨張を探索することにより、非相互電気感受性の連続スペクトル分布と共振モードとの分離した寄与を同定することができる。
特に、共振モードの寄与により、減衰パラメータがゼロである場合にトルクが持続することがわかった。
また,トルクの低温膨張についても考察する。
この研究は、このモデルに関するこれまでの考察を任意の強度の外部磁場に拡張し、非線形磁場効果を含む。
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