論文の概要: Cavity-Induced Quantum Interference and Collective Interactions in van
der Waals Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12881v1
- Date: Thu, 19 Oct 2023 16:35:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-20 14:16:19.956511
- Title: Cavity-Induced Quantum Interference and Collective Interactions in van
der Waals Systems
- Title（参考訳）: ファンデルワールス系におけるキャビティ誘起量子干渉と集団相互作用
- Authors: Jianshu Cao and Eli Pollak
- Abstract要約: 分子間相互作用を改良し,新しい構造秩序を誘導できることを示す。
光学キャビティにおけるファンデルワールス (vdW) 系を例として, 共振器誘起多体分散相互作用における干渉と集電率の影響を予測した。
- 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: The central topic of this letter is to show that light-matter hybridization
not only gives rise to novel dynamic responses but can also modify
intermolecular interactions and induce new structural order. Using the van der
Waals (vdW) system in an optical cavity as an example, we predict the effects
of interference and collectivity in cavity-induced many-body dispersion
interactions. Specifically, the leading order correction due to cavity-induced
quantum fluctuations leads to 3-body and 4-body vdW interactions, which can
align intermolecular vectors and are not pairwise additive. In addition, the
cavity-induced dipole leads to a single-molecule energy shift that aligns
individual molecules, and a pair-wise interaction that scales as $R^{-3}$
instead of the standard $R^{-6}$ distance scaling. The coefficients of all
these cavity-induced corrections depend on the cavity frequency and are
renormalized by the effective Rabi frequency, which in turn depends on the
particle density. Finally, we study the interaction of the vdW system in a
cavity with an external object and find a significant enhancement in the
interaction range due to modified distance scaling laws. These theoretical
predictions suggest the possibility of cavity-induced nematic or smectic order
and may provide an essential clue to understanding intriguing phenomena
observed in optical cavities, such as strongly-modified ground-state
reactivity, ion transport and solvent polarity.
- Abstract（参考訳）: この手紙の中心的な話題は、光-物質ハイブリッド化が新しい動的応答を引き起こすだけでなく、分子間相互作用を改変し、新しい構造秩序を誘導できることを示すことである。
光共振器におけるvan der waals (vdw) 系を例として, キャビティ誘起多体分散相互作用における干渉および集束効果を予測した。
具体的には、空洞誘起量子ゆらぎによる先行順序補正は、3体と4体のvdW相互作用をもたらすが、これは分子間ベクトルを整列させることができ、一対の添加物ではない。
さらに、空洞誘起双極子により、個々の分子を整列させる単一分子エネルギーシフトと、標準の$R^{-6}=距離スケーリングの代わりに$R^{-3}$にスケールするペアワイズ相互作用が導かれる。
これらのキャビティ誘起補正の係数はキャビティ周波数に依存し、有効ラビ周波数によって再正規化される。
最後に,空洞内のvdW系と外部物体との相互作用について検討し,距離スケーリング法則の修正による相互作用範囲の大幅な向上について検討した。
これらの理論的予測は、キャビティ誘起ネマティックまたはスメクティック秩序の可能性を示し、強修飾基底状態反応性、イオン輸送、溶媒極性などの光学キャビティで観察される興味深い現象を理解するための重要な手がかりとなるかもしれない。
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