論文の概要: Field energy and angular momentum in spontaneous emission: A Schrödinger-picture approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.20831v1
• Date: Tue, 29 Apr 2025 14:52:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:54.948536
• Title: Field energy and angular momentum in spontaneous emission: A Schrödinger-picture approach
• Title（参考訳）: 自然発光における電場エネルギーと角運動量:シュレーディンガー・ピクチャーのアプローチ
• Authors: P. R. Berman, A. Kuzmich, P. W Milonni,
• Abstract要約: シュル「オーディンガー・ピクチャー」アプローチは、自発的に放出される原子によって放射される磁場エネルギーと角運動量を計算するために用いられる。 WWAの一貫した応用は、すべての時間において有限である体におけるエネルギーと角運動量の両方の表現をもたらすことが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A Schr\"odinger-picture approach is used to calculate the field energy and angular momentum radiated by an atom undergoing spontaneous emission. The calculation is carried out using both the rotating-wave approximation (RWA) and Weisskopf-Wigner approximation (WWA). It is shown that a consistent application of the WWA leads to expressions for both the energy and angular momentum in the field that are finite for all times, in contrast to the results for a classical point dipole oscillator. Moreover, it is shown that the total angular momentum in the field is a sum of its spin and orbital components, again in contrast to the analogous results for a classical point dipole oscillator. Analytic expressions for the energy, spin angular momentum, and orbital angular momentum in the field are obtained for an atom undergoing spontaneous emission from a state having angular momentum H to a state having angular momentum G via an electric dipole transition. It is shown that the spin and orbital angular momenta in the field are equal, independent of the values of H and G. With a slight modification of the WWA, it can also be shown that the energy density in the field, the Poynting vector of the field, and the angular momentum flux of the field do not diverge at the origin.
• Abstract（参考訳）: Schr\\odinger-picture アプローチは、自発的に放出される原子によって放射される磁場エネルギーと角運動量を計算するために用いられる。 この計算は、回転波近似(RWA)とWeisskopf-Wigner近似(WWA)の両方を用いて行われる。 WWAの一貫した応用は、古典的な点双極子発振器の結果とは対照的に、すべての時間で有限である体におけるエネルギーと角運動量の表現につながる。 さらに、場の全角運動量はそのスピンと軌道成分の和であり、古典的な点双極子発振器の類似の結果とは対照的である。 角運動量Hを有する状態から電気双極子遷移を介して角運動量Gを有する状態へ自発的に放出される原子に対して、磁場中のエネルギー、スピン角運動量、軌道角運動量の解析式を得る。 場のスピンと軌道角モータは H と G の値とは独立に等しいことが示され、WWA のわずかな修正により、場のエネルギー密度、場のポインティングベクトル、および場の角運動量フラックスが原点で分岐しないことも示される。

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