論文の概要: Correlations for subsets of particles in symmetric states: what photons
are doing within a beam of light when the rest are ignored
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.05484v1
- Date: Wed, 10 Jan 2024 19:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-13 02:20:32.058711
- Title: Correlations for subsets of particles in symmetric states: what photons
are doing within a beam of light when the rest are ignored
- Title(参考訳): 対称状態における粒子の部分集合の相関--残りが無視された場合の光線内での光子の役割
- Authors: Aaron Z. Goldberg
- Abstract要約: ビームから$q$光子のみを検査した場合、演算子の期待値がどのように変化するかを示す。
有用な系として、任意の状態からランダムに選択された任意の$q$- Photon状態の係数は、元の状態の$q$2次相関である。
- 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: Given a state of light, how do its properties change when only some of the
constituent photons are observed and the rest are neglected (traced out)? By
developing formulae for mode-agnostic removal of photons from a beam, we show
how the expectation value of any operator changes when only $q$ photons are
inspected from a beam, ignoring the rest. We use this to reexpress expectation
values of operators in terms of the state obtained by randomly selecting $q$
photons. Remarkably, this only equals the true expectation value for a unique
value of $q$: expressing the operator as a monomial in normally ordered form,
$q$ must be equal to the number of photons annihilated by the operator. A
useful corollary is that the coefficients of any $q$-photon state chosen at
random from an arbitrary state are exactly the $q$th order correlations of the
original state; one can inspect the intensity moments to learn what any random
photon will be doing and, conversely, one need only look at the $n$-photon
subspace to discern what all of the $n$th order correlation functions are. The
astute reader will be pleased to find no surprises here, only mathematical
justification for intuition. Our results hold for any completely symmetric
state of any type of particle with any combination of numbers of particles and
can be used wherever bosonic correlations are found.
- Abstract(参考訳): 光の状態を考えると、構成光子の一部のみが観察され、残りが無視された場合、その性質はどのように変化するのだろうか?
ビームから光子をモード依存的に除去する公式を開発することにより, ビームからわずか$q$の光子が検査されると, 演算子の期待値がどう変化するかを示す。
我々はこれを、$q$光子をランダムに選択した状態の観点から演算子の期待値を表現するために利用する。
注意すべきことに、これは$q$のユニークな値に対する真の期待値に等しい: オペレータを通常の順序形式で単項式として表すと、$q$は演算子によって消滅した光子の数に等しい。
有用な結論として、任意の状態からランダムに選択された任意の$q$-光子状態の係数は、元の状態の$q$2次相関である; 任意のランダム光子が何を行うかを知るために強度モーメントを検査することができ、逆に、$n$2次相関関数の全てを識別するためには$n$-光子部分空間のみを見る必要がある。
わかりやすい読者は、ここでは驚きも見つからず、直観の数学的正当化だけを喜ぶだろう。
以上の結果から, 粒子の数の組合せが全くなく, ボソニックな相関がみつかれば, 任意の粒子の完全な対称状態が得られた。
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