論文の概要: Multimode equilibrium approximations in light-matter systems from weak to strong coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05196v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 19:03:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-13 22:40:56.780457
• Title: Multimode equilibrium approximations in light-matter systems from weak to strong coupling
• Title（参考訳）: 弱結合から強結合への光物質系における多重モード平衡近似
• Authors: Davis M. Welakuh, Vasil Rokaj, Michael Ruggenthaler, Angel Rubio,
• Abstract要約: 結合型光物質系の平衡特性について,多モードフォトニック環境の影響を概ね捉えることができることを示す。 本稿では,量子光-マター系における平衡現象を正確に捉えるための包括的近似法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we detail different approaches to treat multi-mode photonic environments within non-relativistic quantum electrodynamics in the long-wavelength approximation efficiently. Specifically we show that for equilibrium properties of coupled light-matter systems, we can approximately capture the effects of multi-mode photonic environments on matter systems by either only keeping the polarization part of the electric field in the length-gauge formulation or by a few effective modes. We present a comprehensive set of approximation methods designed to accurately capture equilibrium phenomena in quantum light-matter systems across a range of complex photonic environments, from weak to strong coupling. These methods are applied to atomic and molecular models as well as to a two-dimensional quantum ring, demonstrating the versatility of our approach and laying the groundwork for first-principles simulations of real materials in cavity quantum electrodynamics.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、長波長近似における非相対論的量子電磁力学における多モードフォトニック環境を効率的に扱うための様々なアプローチを詳述する。 具体的には、結合型光物質系の平衡特性について、電界の偏光部分だけを長さゲージの定式化やいくつかの有効モードで保持することにより、多モードフォトニック環境が物質系に与える影響を概ね捉えることができることを示す。 本稿では, 量子光物質系における平衡現象を, 弱結合から強結合に至るまで, 様々な複雑な光化学環境において正確に捉えるための包括的近似法を提案する。 これらの手法は原子・分子モデルおよび二次元量子環に適用され、我々のアプローチの汎用性を実証し、空洞量子力学における実物質の第一原理シミュレーションの基礎となる。

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