論文の概要: The role of polarization field terms in a model for a cavity quantum material

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.26917v1
• Date: Fri, 27 Mar 2026 18:48:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.691553
• Title: The role of polarization field terms in a model for a cavity quantum material
• Title（参考訳）: 空洞量子材料モデルにおける分極場項の役割
• Authors: Arwen Lloyd, Adam Stokes, Alessandro Principi, Ahsan Nazir,
• Abstract要約: 正準変換の受動的ビューにおけるピエルスゲージ記述の導出について述べる。 ピエルス置換は1次元の低エネルギーで効果的に単一バンド記述として正当化できる。 物理観測器に対するこのサブシステム相対性理論の意義と各ゲージにおける軌道トランケーションの性能について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.146761527401424
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Constructing models for cavity quantum materials requires a careful treatment of the light-matter coupling. In general, one must specify matrix elements constructed from the material wavefunctions, which are often unknown in a tight-binding framework. The Peierls substitution is often used to avoid introducing these additional parameters in the multi-center dipole (or Peiels) gauge, under the assumption that contributions from intraband and interband dipole moments can be neglected in the low-energy theory. We present the derivation of the Peierls gauge description in the passive view of canonical transformations. We construct a toy model for a multi-band system with two sites, which we couple to a uniform field in the Coulomb, dipole, and Peierls gauges. We find that the Peierls substitution can be justified as a low-energy, effectively single-band description in one dimension, but it misses both self-polarization corrections and the direct coupling needed to describe interband transitions in the full Peierls gauge theory. Moreover, the Coulomb, dipole, and Peierls gauges define distinct partitions of the composite system into the light and matter subsystems. We illustrate the implications of this subsystem relativity for physical observables and on the performance of orbital truncations in each gauge.
• Abstract（参考訳）: 空洞量子材料の構成モデルは、光-物質結合を慎重に扱う必要がある。 一般に、材料波動関数から構築された行列要素を指定しなければならないが、これは強結合フレームワークではよく知られていない。 ピールズ置換は、低エネルギー理論においてバンド内およびバンド間双極子モーメントからの寄与を無視できるという仮定の下で、多重中心双極子(またはピールズ)ゲージにこれらの追加パラメータを導入するのを避けるためにしばしば用いられる。 正準変換の受動的ビューにおけるピエルスゲージ記述の導出について述べる。 2つの部位を持つマルチバンドシステムの玩具モデルを構築し、クーロン、双極子、ピエルスゲージ内の一様体に結合する。 ピエルス置換は1次元の低エネルギーかつ効果的に単一バンド記述として正当化できるが、完全なピエルスゲージ理論において、自己偏極補正とバンド間遷移を記述するのに必要な直接結合の両方を見逃す。 さらに、クーロン、双極子、ピエルスゲージは、合成系の光および物質サブシステムへの別個の分割を定義する。 物理観測器に対するこのサブシステム相対性理論の意義と各ゲージにおける軌道トランケーションの性能について述べる。

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