論文の概要: Spontaneous emission in dipole approximation -- revisited
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14075v2
- Date: Wed, 23 Jul 2025 21:24:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-25 13:02:36.830811
- Title: Spontaneous emission in dipole approximation -- revisited
- Title（参考訳）: 双極子近似における自然放出-再考
- Authors: Paul R. Berman, Peter W. Milonni,
- Abstract要約: 回転波近似(RWA)とWeisskopf-Wigner近似(WWA)を使わずに、ポインティングベクトルとエネルギー密度の方程式を得る。
ソースフィールド式は RWA と WWA 内で評価され、ポインティングの定理を満たすことが分かる。
RWAとWWAを作らないために、摂動理論を用いてポインティングベクトルとエネルギー密度を計算した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spontaneous emission in dipole approximation is studied theoretically using both source-field theory and a Schrodinger picture approach. Using source-field theory we obtain formal equations for the Poynting vector and energy density without making the rotating wave approximation (RWA) and Weisskopf-Wigner approximation (WWA). The initial condition at t=0 is one in which the atom is in an excited state and the field in the vacuum state. The source-field expressions are evaluated within the the RWA and WWA and are found to satisfy Poynting's theorem. To explore the consequences of not making the RWA and WWA, the Poynting vector and energy density are calculated using perturbation theory. We use a Schrodinger picture approach and essentially reproduce and complement the results of Compagno, Passante, and Persico [J. Mod. Optics 37:8, 1377 (2007)] and those of Power and Thirunamachandran [Phys. Rev. A 45, 54 (1992)] obtained using a Heisenberg picture approach. The theory involves a sum over field mode frequencies and both finite cutoffs and convergence factors are used to carry out the sums. It is shown that the perturbation theory calculation leads to unphysical values for atomic state populations for all times when a sum over all field frequencies is taken, even if a convergence factor is used. It is also proved that the fields calculated using source-field theory always satisfy Poynting's theorem for ct not equal to R, where R is the distance from the atom.
- Abstract（参考訳）: 双極子近似における自然放出は、ソース場理論とシュロディンガー図法の両方を用いて理論的に研究されている。
ソース場理論を用いて、回転波近似 (RWA) とワイスコープ・ウィグナー近似 (WWA) を作らずに、ポインティングベクトルとエネルギー密度の形式式を得る。
t=0における初期状態は、原子が励起状態にあり、磁場が真空状態にある状態である。
ソースフィールド式は RWA と WWA 内で評価され、ポインティングの定理を満たすことが分かる。
RWAとWWAを作らないために、摂動理論を用いてポインティングベクトルとエネルギー密度を計算した。
我々はシュロディンガー・ピクチャー・アプローチを用いて、ハイゼンベルク・ピクチャー・アプローチを用いて得られたCompagno, Passante, Persico [J. Mod. Optics 37:8, 1377 (2007)] と Power and Thirunamachandran [Phys. Rev. A 45, 54 (1992)] の結果を本質的に再現し補う。
この理論は、フィールドモード周波数上の和を含み、有限カットオフと収束係数の両方を用いて和を実行する。
摂動理論の計算は、収束係数を用いても、すべての磁場周波数の和が取られる全ての時間において、原子状態の集団に対して非物理的値をもたらすことが示されている。
また、ソース場理論を用いて計算された場は、常に R と等しくない ct に対するポインティングの定理を満たすことが証明されている。
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