論文の概要: Quantum Vacuum in Matter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.02170v1
• Date: Mon, 02 Jun 2025 18:56:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-04 21:47:34.983204
• Title: Quantum Vacuum in Matter
• Title（参考訳）: 物質中の量子真空
• Authors: Andrey Baydin, Hanyu Zhu, Motoaki Bamba, Kaden Hazzard, Junichiro Kono,
• Abstract要約: 量子場理論は真空は空空間ではなく、量子ゆらぎ電磁場に満ちていると述べている。 このパースペクティブは、真空修飾凝縮系に関する最近の実験的および理論的発展について論じる。 次に、様々なエネルギースケールの材料における真空電磁場を増強するための最も有望な空洞設計について概説する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3448643277413935
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: An intriguing consequence of quantum field theory is that vacuum is not empty space; it is full of quantum fluctuating electromagnetic fields, or virtual photons, corresponding to their zero-point energy, even though the average number of photons is zero. These short-lived vacuum fluctuations are behind some of the most fascinating physical processes in the universe, including spontaneous emission, the Lamb shift, and the Casimir force. Recent theory and experiments indicate that the properties of materials placed in photonic cavities may be altered, even in the complete absence of any external fields, through interaction with the fluctuating vacuum electromagnetic fields. Judicious engineering of the quantum vacuum surrounding the matter inside a cavity can lead to significant and nonintuitive modifications of electronic and vibrational states, producing a ``vacuum dressed'' material. These exciting new ideas have stimulated discussions regarding the fundamental physics of vacuum-matter interactions and also broadened the scope of potential applications using zero-point fluctuations to engineer materials. This Perspective will first discuss recent experimental and theoretical developments on vacuum-modified condensed matter systems, which usually require the realization of the so-called ultrastrong light-matter coupling regime. Then, we will overview some of the most promising cavity designs for enhancing vacuum electromagnetic fields in materials with various energy scales. Finally, we will discuss urgent open questions and technical challenges to be solved in this emerging field.
• Abstract（参考訳）: 量子場理論の興味深い結果として、真空は空空間ではなく、平均光子の数がゼロであっても、その零点エネルギーに対応する量子ゆらぎ電磁場または仮想光子で満たされている。 これらの短寿命の真空揺らぎは、自然放出、ラムシフト、カシミール力など、宇宙で最も魅力的な物理過程の背後にある。 最近の理論と実験により、変動する真空電磁場との相互作用により、外部磁場が完全に欠如している場合でも、フォトニックキャビティに置かれた材料の特性が変化しうることが示されている。 空洞内の物質を取り巻く量子真空のジャッジエンジニアリングは、電子状態と振動状態の重要かつ非直観的な修正をもたらし、「真空な服装」の材料を生み出す。 これらのエキサイティングな新しいアイデアは、真空-物質相互作用の基礎物理学に関する議論を刺激し、またゼロポイントゆらぎを用いた潜在的な応用範囲を広げた。 このパースペクティブは、真空修飾された凝縮物系の最近の実験的、理論的発展について論じる。 次に、様々なエネルギースケールの材料における真空電磁場を増強するための最も有望な空洞設計について概説する。 最後に、この新興分野において解決すべき緊急のオープンな質問と技術的な課題について論じる。

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