論文の概要: Non-perturbative Mass Renormalization Effects in Non-relativistic Quantum Electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.03213v2
- Date: Tue, 21 Jan 2025 13:52:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-23 13:29:27.811826
- Title: Non-perturbative Mass Renormalization Effects in Non-relativistic Quantum Electrodynamics
- Title（参考訳）: 非相対論的量子電磁力学における非摂動質量再正規化効果
- Authors: Davis M. Welakuh, Vasil Rokaj, Michael Ruggenthaler, Angel Rubio,
- Abstract要約: 光学キャビティなどの多モードフォトニック環境は、量子物質の特性に影響を及ぼす。
量子電磁力学シミュレーションにおける非摂動的質量再正規化法の重要性を強調した。
多モード光子場が原子および分子系の様々な基底状態および励起状態にどのように影響するかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: In this work we investigate the effects that multi-mode photonic environments, e.g., optical cavities, have on the properties of quantum matter. We highlight the importance of the non-perturbative mass renormalization procedure for ab initio quantum electrodynamics simulations and how it connects to common approximations used in polaritonic chemistry and cavity materials engineering. We focus on one-dimensional systems which can be solved exactly for large number of photon modes. First, we apply mass renormalization to free particles. The value of the renormalized mass depends on the details of the photonic environment and on the number of particles. We then show how the multi-mode photon field influences various ground- and excited-state properties of atomic and molecular systems. For instance, we observe the enhancement of particle confinement in the binding potential for the atomic system, and the modification of the potential energy surfaces of the molecular dimer due to photon-mediated long-range interactions. We also highlight how these changes compare to the common free-space mass-renormalization approximation employed in electronic structure theory and quantum chemistry. Since such phenomena are enhanced under strong light-matter coupling in a cavity environment they will become relevant for the emerging fields of polaritonic chemistry and cavity materials engineering.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,多モードフォトニック環境,例えば光学キャビティが量子物質の特性に与える影響について検討する。
我々は、アブ初期量子電磁力学シミュレーションにおける非摂動的質量再正規化法の重要性と、それが偏光化学やキャビティ材料工学で用いられる一般的な近似とどのように結びつくかを強調した。
多数の光子モードに対して正確に解ける1次元システムに焦点をあてる。
まず、自由粒子に質量再正規化を適用する。
再正規化質量の値は光環境の詳細と粒子数に依存する。
次に、多モード光子場が原子および分子系の様々な基底状態および励起状態にどのように影響するかを示す。
例えば、原子系の結合電位における粒子閉じ込めの増強と、光子による長距離相互作用による分子二量体のポテンシャルエネルギー面の変化を観察する。
また、これらの変化が電子構造理論や量子化学で用いられる一般的な自由空間の質量再正規化近似とどのように比較されるかを強調した。
このような現象は、キャビティ環境で強い光物質結合の下で強化されるため、分極化学やキャビティ材料工学の新たな分野に関係する。
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