論文の概要: Dark States of Light and the Hidden Energy in Thermal Radiation Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.13767v1
• Date: Mon, 19 May 2025 22:52:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-21 14:49:52.564501
• Title: Dark States of Light and the Hidden Energy in Thermal Radiation Detection
• Title（参考訳）: 熱放射検出における光の暗黒状態と隠れエネルギー
• Authors: Celso Jorge Villas-Boas, Ciro Micheletti Diniz,
• Abstract要約: 熱放射は、そのエネルギーのかなりの部分を暗い集合モードで閉じ込めることができることを示す。 M$熱電界モードからなるシステムでは、総エネルギーのわずか1/M$しか物質にアクセスできないことを示す。
• 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 quantum-optical framework demonstrating that thermal radiation can confine a significant portion of its energy in dark collective modes -- highly entangled photon states that, despite their photonic nature, remain decoupled from matter through standard electromagnetic interactions. In a system comprising $M$ thermal field modes, we show that only a fraction $1/M$ of the total energy is accessible to matter, while the remaining $(M-1)/M$ is stored in dark states, rendering it undetectable by conventional electromagnetic means. We also demonstrate that intensity measurements, commonly used to estimate field energy, can be misleading due to collective effects that suppress or enhance light-matter coupling. To explore further this phenomenon, we analyze a cavity QED model enclosing a single dissipative atom and show that symmetry breaking in the atom-field interaction enables access to the hidden energy stored in dark modes. While inconclusive, these findings suggest that dark states of light may underlie certain unexplained energy phenomena, pointing to a possible microscopic mechanism based on the collective structure of thermal radiation.
• Abstract（参考訳）: 我々は、熱放射がダーク集団モードでエネルギーの大部分を閉じ込めることができることを示す量子光学フレームワークを開発した。 M$熱電界モードからなるシステムでは、全エネルギーの1/M$しか物質にアクセスできないのに対し、残りの$(M-1)/M$は暗黒状態に保存されており、従来の電磁法では検出できない。 また,電界エネルギーを推定するために一般的に用いられる強度測定は,光物質結合を抑え,強化する集合効果により誤解を招く可能性があることを実証した。 この現象をさらに探求するため、単一散逸性原子を包含した空洞QEDモデルを分析し、原子-磁場相互作用における対称性の破れが暗モードに蓄えられた隠れエネルギーへのアクセスを可能にすることを示す。 これらの発見は、包括的ではないが、光の暗黒状態が特定の説明されていないエネルギー現象を過小評価し、熱放射の集合構造に基づく顕微鏡機構の可能性を示唆している。

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