論文の概要: Quantised helicity in optical media
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.08086v2
- Date: Wed, 05 Nov 2025 12:47:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-06 18:19:32.032108
- Title: Quantised helicity in optical media
- Title（参考訳）: 光媒体における量子ヘリシティ
- Authors: Neel Mackinnon, Jörg B. Götte, Stephen M. Barnett, Niclas Westerberg,
- Abstract要約: 媒体中のヘリシティ密度は、物質の偏極と磁化に関連する明示的な寄与を含まなければならない。
ヘリシティが保存される媒体では、各円形励起は明確に定義されたヘリシティを持つ。
ヘリシティが保存されない媒体では、異なるヘリシティ固有状態間の振動の観点から時間変化ヘリシティを見ることができる。
- 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: We present a new approach to the definition of optical helicity in a medium. Our approach resolves the problem that duality transformations which simultaneously combine $\mathbf{E}$ with $\mathbf{H}$ and $\mathbf{D}$ with $\mathbf{B}$ are incompatible with linear constitutive relations. We find that the helicity density in a medium, as the conserved quantity associated with duality transforms, must contain an explicit contribution associated with the polarisation and magnetisation of the matter, and that it can be expressed naturally in terms of the elementary polarised excitations of the system. In media for which the helicity is conserved, each circular excitation carries a well-defined helicity. However, in a medium for which the helicity is not conserved, we find that the time-varying helicity can be viewed in terms of oscillations between different helicity eigenstates, analogous to neutrino oscillations. Here we explicitly study the helicity in homogeneous and lossless media but we believe that, differently to other choices, this helicity is readily generalisable to media that may be inhomogeneous, lossy, chiral or nonreciprocal.
- Abstract（参考訳）: 媒体における光学ヘリシティの定義に対する新しいアプローチを提案する。
我々のアプローチは、$\mathbf{E}$ と $\mathbf{H}$ と $\mathbf{D}$ と $\mathbf{B}$ を同時に組み合わせた双対変換が線型構成関係とは相容れないという問題を解決する。
媒体中のヘリシティ密度は、双対変換に関連する保存量として、物質の偏光と磁化に関連する明示的な寄与を含まなければならず、系の基本的な偏光励起の観点から自然に表すことができる。
ヘリシティが保存される媒体では、各円形励起は明確に定義されたヘリシティを持つ。
しかし、ヘリシティが保存されていない媒体では、異なるヘリシティ固有状態間の振動で、ニュートリノ振動と類似した時間変化ヘリシティを見ることができる。
ここでは、均質で損失のない媒体におけるヘリシティを明示的に研究するが、他の選択とは異なり、このヘリシティは不均一、損失、キラル、あるいは非相反的な媒体に対して容易に一般化可能であると信じている。
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