論文の概要: Reciprocal Asymptotically Decoupled Hamiltonian for Cavity Quantum
Electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.08531v1
- Date: Tue, 14 Nov 2023 20:56:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-16 18:16:48.927310
- Title: Reciprocal Asymptotically Decoupled Hamiltonian for Cavity Quantum
Electrodynamics
- Title（参考訳）: キャビティ量子電磁力学のための相反漸近非共役ハミルトニアン
- Authors: Michael A.D. Taylor, Braden M. Weight, Pengfei Huo3
- Abstract要約: 我々は空洞量子力学における光-物質相互作用を記述するための新しい理論フレームワークを開発した。
我々はこの新しいアプローチを Reciprocal Asymptotically Decoupled (RAD) Hamiltonian と呼ぶ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop a new theoretical framework for describing light-matter
interactions in cavity quantum electrodynamics (QED), optimized for efficient
convergence at arbitrarily strong coupling strengths and is naturally
applicable to low-dimensional materials. This new Hamiltonian is obtained by
applying a unitary gauge transformation on the p$\cdot$A Hamiltonian, with a
shift on both the matter coordinate and the photonic coordinate, then
performing a phase rotation and transforming in the reciprocal space of the
matter. By formulating the light-matter interaction in terms of an
upper-bounded effective coupling parameter, this method allows one to easily
converge eigenspectra calculations for any coupling strength, even far into the
ultra-strong and deep-strong coupling regimes. We refer to this new approach as
the Reciprocal Asymptotically Decoupled (RAD) Hamiltonian. The RAD Hamiltonian
allows for a fast convergence of the polariton eigenspectrum with a much
smaller matter and photon basis, compared to the commonly used p$\cdot$A or
dipole gauge Hamiltonians. The RAD Hamiltonian also allows one to go beyond the
commonly used long-wavelength approximation and accurately describes the
spatial variations of the field inside the cavity, which ensures the
conservation of momentum between light and matter.
- Abstract（参考訳）: 我々は空洞量子力学(QED)における光-物質相互作用を記述するための新しい理論フレームワークを開発し、任意の結合強度での効率的な収束を最適化し、低次元材料に自然に適用する。
この新しいハミルトニアンは、p$\cdot$a のハミルトニアンにユニタリゲージ変換を適用し、マター座標とフォトニック座標の両方にシフトし、相回転を行い、物質の逆空間で変換することで得られる。
上界の有効結合パラメータで光-物質相互作用を定式化することにより、任意の結合強度に対する固有スペクトル計算を超強および深部強結合状態に容易に収束させることができる。
我々はこの新しいアプローチを Reciprocal Asymptotically Decoupled (RAD) Hamiltonian と呼ぶ。
RADハミルトニアンは、一般的に用いられる p$\cdot$A や双極子ゲージハミルトニアンと比較して、より小さな物質と光子基底を持つ偏光子固有スペクトルの高速収束を可能にする。
RADハミルトニアンはまた、一般的に使用される長波長近似を超え、空洞内の磁場の空間的変動を正確に記述することで、光と物質の間の運動量の保存を可能にする。
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