論文の概要: Reconciliation of effective Hamiltonians for intense light-matter interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.04835v1
- Date: Wed, 03 Jun 2026 13:04:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-04 20:44:18.76989
- Title: Reconciliation of effective Hamiltonians for intense light-matter interaction
- Title（参考訳）: 強い光-物質相互作用のための有効ハミルトニアンの再調和
- Authors: Jakob Nicolai Bruhnke, Jan Marcus Dahlström,
- Abstract要約: 正準有効ハミルトニアンは、断熱除去、マルコフ近似、極近似から等しく得られる。
準退化Rayleigh-Schrdinger理論(QD-RSPT)を適用することにより、この制限にどのように対処できるかを示す。
QD-RSPTの精度は低周波と高周波の両方で示され、Floquet計算と高い強度でよく一致している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Essential-state models are central for quantum control and technology in broad regimes of light-matter interaction. The canonical effective Hamiltonian is obtained equivalently from adiabatic elimination, the Markov approximation, and the pole approximation. These approximations are known to break down at high intensities, significantly limiting their applicability to moderate light-matter interaction. We show how this limitation can be addressed by applying quasi-degenerate Rayleigh-Schrödinger perturbation theory (QD-RSPT). We reconcile QD-RSPT with adiabatic elimination and propose a quasi-degenerate extension of adiabatic elimination that is robust when the detuning of the essential states is non-negligible. The accuracy of QD-RSPT is demonstrated in both the low- and high-frequency regime, showing excellent agreement with Floquet calculations at high intensities. The crucial corrections to adiabatic elimination make the eigenvectors of the effective Hamiltonian non-orthogonal. Physically, this allows us to account for the asymmetric strength with which different essential states couple to the non-essential states. We expect that our systematic approach to effective Hamiltonians from QD-RSPT will constitute a new state of the art in intense light-matter interaction and quantum optics with novel forms of strong coupling and quantum control phenomena being conceivable.
- Abstract（参考訳）: 基本状態モデルは、光-物質相互作用の幅広い状態における量子制御と技術の中心である。
正準有効ハミルトニアンは、断熱除去、マルコフ近似、極近似から等しく得られる。
これらの近似は高強度で分解されることが知られており、中程度の光-物質相互作用への適用性を著しく制限している。
準退化Rayleigh-Schrödinger摂動理論(QD-RSPT)を適用することにより、この制限にどのように対処できるかを示す。
我々は,QD-RSPTを断熱除去と整合させ,本態的状態の脱調が無視できない場合に頑健な断熱除去の準退化拡張を提案する。
QD-RSPTの精度は低周波と高周波の両方で示され、Floquet計算と高い強度でよく一致している。
断熱除去に対する決定的な補正は、有効ハミルトニアン非直交の固有ベクトルを作る。
物理的には、異なる本質状態が非本質状態と結合する非対称的な強度を説明できる。
我々は、QD-RSPTによる実効ハミルトニアンへの体系的なアプローチが、強い結合と量子制御現象の新たな形態を持つ強い光-物質相互作用と量子光学の新しい最先端となることを期待する。
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