論文の概要: Unified Effective Field Theory for Nonlinear and Quantum Optics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04118v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 07:09:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.338959
• Title: Unified Effective Field Theory for Nonlinear and Quantum Optics
• Title（参考訳）: 非線形および量子光学における統一的有効場の理論
• Authors: Xiaochen Liu, Ken-Tye Yong,
• Abstract要約: マトリックス・プロデューサ・オキサイドによるリアルタイムダイナミクスは、GaAs偏光子キャビティ、エプシロン・ネアゼロインジウム・スズ・オキサイド膜、超伝導クォートン回路の公表結果と2～4%の一致を示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.90378585979906
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Predicting phenomena that mix few-photon quantum optics with strong field nonlinear optics is hindered by the use of separate theoretical formalisms for each regime. We close this gap with a unified effective field theory valid for frequencies lower than the material-dependent cutoff set by the band gap, plasma frequency, or similar scale. The action couples the electromagnetic gauge field to vector polarisation modes. An isotropic potential generates the optical susceptibilities, while a higher-dimension axion-like term captures magnetoelectric effects; quantisation on the Schwinger-Keldysh contour with doubled BRST ghosts preserves gauge symmetry in dissipative media. One-loop renormalisation-group equations reproduce the measured dispersion of the third-order susceptibility from terahertz to near-visible frequencies after matching a single datum per material. Real-time dynamics solved with a matrix-product-operator engine yield two to four percent agreement with published results for GaAs polariton cavities, epsilon-near-zero indium-tin-oxide films and superconducting quarton circuits. The current formulation is limited to these 1-D geometries and sub-cut-off frequencies; higher-dimensional or above-cut-off phenomena will require additional degrees of freedom or numerical methods.
• Abstract（参考訳）: 少数の光子量子光学と強い磁場非線形光学を混合する予測現象は、それぞれの状態に別々の理論形式を用いることによって妨げられる。 このギャップを、バンドギャップ、プラズマ周波数、または同様のスケールで設定された物質依存遮断よりも低い周波数に有効な統一実効場理論で閉じる。 この作用は電磁ゲージ場をベクトル偏極モードに結合する。 等方性ポテンシャルは光感受性を発生させ、高次元のアクチオンのような用語は磁力効果を捉え、二重のBRSTゴーストを持つシュウィンガー・ケルディシュ輪郭の量子化は散逸性媒体のゲージ対称性を保存する。 一ループ再正規化群方程式は、材料毎の1つのダタムに一致した後、テラヘルツからほぼ可視の周波数への3階の感受性の測定分散を再現する。 マトリックス・プロデューサ・オキサイドによるリアルタイムダイナミクスは、GaAs偏光子キャビティ、エプシロン・ネアゼロインジウム・スズ・オキサイド膜、超伝導クォートン回路の公表結果と2～4%の一致を示した。 現在の定式化はこれらの1次元ジオメトリとサブカットオフ周波数に限られており、高次元またはそれ以上のカットオフ現象は、さらなる自由度や数値的な方法を必要とする。

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