論文の概要: On the Hamiltonian used in Polaritonic Chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.15919v1
• Date: Fri, 19 Sep 2025 12:14:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-22 18:18:11.156571
• Title: On the Hamiltonian used in Polaritonic Chemistry
• Title（参考訳）: ポラリトニック化学におけるハミルトニアンについて
• Authors: Marit R. Fiechter, Mark Kamper Svendsen,
• Abstract要約: 励起とFabry-P'erotキャビティのモードの強い結合は、分子特性を著しく変化させる。 我々は、このキャンセルが自由空間と完璧な空洞でどのように起こるかを再考する。 単一モードハミルトニアンに対するこのキャンセルの意味について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Experiments have shown that strong coupling between molecular excitations and a mode of a Fabry--P\'erot cavity can significantly alter molecular properties, such as reaction rates and equilibrium constants. However, in spite of the large body of theoretical work, the mechanism behind this change is still not well understood. In order to make progress, we first take a step back and question the appropriateness of the Hamiltonian that most recent studies are based on. In particular, we investigate the dipole self-energy cross terms, which have received attention as they seem to mediate distance-independent interactions between all molecules in the cavity. However, it is often overlooked that these terms are known to cancel exactly with the intermolecular Coulombic interactions -- which on the other hand are usually neglected. In this work, we revisit how this cancellation comes about in free space and in a perfect cavity, and we discuss how the situation changes for a more realistic cavity in the framework of macroscopic QED. Finally, we discuss the implications of this cancellation for the single-mode Hamiltonian.
• Abstract（参考訳）: 分子励起とFabry-P'erot空洞のモードとの強い結合は、反応速度や平衡定数などの分子特性を著しく変化させることが実験によって示されている。 しかし、多くの理論的な研究にもかかわらず、この変化のメカニズムはまだよく理解されていない。 進歩するために、我々はまず一歩後退して、最近の研究がベースとしているハミルトンの適切性に疑問を呈する。 特に、空洞内の全ての分子間の距離非依存相互作用を媒介しているように見える双極子自己エネルギー交差項について検討する。 しかしながら、これらの用語は、通常は無視される、分子間クーロン相互作用と正確に一致することが知られていることは、しばしば見過ごされる。 本研究では,このキャンセルが自由空間と完全空洞でどのように起こるかを再考し,マクロQEDの枠組みにおいて,より現実的な空洞の状況がどう変化するかについて議論する。 最後に、単一モードハミルトニアンに対するこのキャンセルの意味について論じる。

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