論文の概要: Quantum open system description of a hybrid plasmonic cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05174v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 17:07:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-13 22:40:56.773495
• Title: Quantum open system description of a hybrid plasmonic cavity
• Title（参考訳）: ハイブリッドプラズモン空洞の量子オープンシステム記述
• Authors: Marco Vallone,
• Abstract要約: コヒーレントダイナミクス、リラックス、嫌悪感、不可逆吸収は、平等な足場で扱われる。 この理論は、プラズモンおよびナノフォトニックキャビティにおける散逸性偏光子ダイナミクスの自己持続的な記述を確立している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a unified quantum open system framework for lossy plasmonic cavities in which coherent dynamics, relaxation, dephasing, and irreversible absorption are treated on equal footing. The Dyson equation for the cavity photon propagator in the random-phase approximation yields a complex self-energy S that accounts for both the renormalization and the damping of hybrid plasmon-photon modes (polaritons, in a quasi-particle description). Tracing out the electronic and photonic environments leads to a Liouvillian for the upper (UP) and lower (LP) polaritonic branches, incorporating leakage through the imaginary part of the self-energy, internal UP-LP scattering rates, and dephasing. Time evolution equations for polariton populations, interbranch coherence, and driven amplitudes in closed form also provide analytic expressions for their steady-state values, the quench rate of UP-LP oscillations and polaritonic lineshapes, valid in the limit of low polaritonic density, but covering light-matter ultrastrong coupling. The theory establishes a self-consistent description of dissipative polariton dynamics in plasmonic and nanophotonic cavities, directly applicable to response spectra, time-domain measurements, and dissipation engineering.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,コヒーレント力学,緩和,復調,非可逆吸収を平等な足場で扱う,損失のあるプラズモニックキャビティのための統一量子オープンシステムフレームワークを提案する。 ランダム位相近似におけるキャビティ光子プロパゲータのダイソン方程式は、ハイブリッドプラズモン光子モード(偏光子、準粒子記述)の再正規化と減衰の両方を考慮に入れた複雑な自己エネルギーSをもたらす。 電子的および光的環境の追跡は、上(UP)と下(LP)の分枝に対するリウビリアンにつながり、自己エネルギーの想像上の部分、内部UP-LP散乱率、およびデファスティングのリークを含む。 偏光子集団の時間進化方程式、干渉コヒーレンス、閉形での駆動振幅は、その定常値、UP-LP発振のクエンチ速度、偏光線直線流の解析式も提供し、低偏光子密度の極限において有効であるが、光-物質超強結合をカバーしている。 この理論は、プラズモンおよびナノフォトニックキャビティにおける散逸性偏光子ダイナミクスの自己持続的な記述を確立し、応答スペクトル、時間領域測定、散逸工学に直接適用できる。

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