論文の概要: Far-field spatial coherence driven by lossy objects: first-principles approach unifying scattering of quantum light and thermal emission

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.00653v1
• Date: Wed, 01 Jul 2026 09:04:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-02 19:56:07.820163
• Title: Far-field spatial coherence driven by lossy objects: first-principles approach unifying scattering of quantum light and thermal emission
• Title（参考訳）: 損失物体によって誘導される遠距離空間コヒーレンス--第一原理は量子光と熱放射の統一散乱にアプローチする
• Authors: Alessandro Ciattoni,
• Abstract要約: 我々は、量子光の散乱と有限散逸対象の本質的な熱放射を統一するために、改良されたランゲヴィンノイズフォーマリズムに基づく第一原理フレームワークを開発する。 このフレームワークを光レシエーションに適用することにより、損失のある量子フォトニクスの動作境界を決定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 51.56484100374058
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Far-field spatial coherence dictates the interference properties of scattered light and thermal emission. Traditionally, these phenomena are treated through disjointed paradigms: classical scattering descriptions assume cold objects lacking quantum fluctuations, idealized quantum scattering schemes ignore dissipation, and semiclassical fluctuational electrodynamics relies on phenomenological noise currents, precluding the consistent treatment of incident quantum states. Here, we develop a first-principles framework based on the modified Langevin noise formalism to unify the scattering of quantum light and the intrinsic thermal emission of finite dissipative objects. We demonstrate that the outgoing far-field spatial coherence separates into an algebraic superposition of two geometry-driven mechanisms, coupled by the global unitarity of the radiation-matter dynamics. The first mechanism, elastic scattering, acts as a non-unitary spatial filter, mode-selectively attenuating and reshaping incident quantum correlations. The second mechanism, thermal emission, originates from localized material dissipation and projects the object's absorption profile into the far field, providing a quantum-vectorial derivation of the macroscopic van Cittert-Zernike theorem. Applying this framework across optical regimes, we determine operational bounds for lossy quantum photonics. Under chaotic thermal illumination, we analytically demonstrate thermal cloaking at equilibrium and show that a passive sink casts a structured thermal shadow geometrically identical to a primary emitter. Under coherent illumination, we derive a thermodynamic phase diagram bounding macroscopic phase correlations, demonstrating that subwavelength nanostructures undergo substantial coherence degradation compared to bulk objects. Finally, under spatially entangled illumination...
• Abstract（参考訳）: 遠距離空間コヒーレンス(Far-field space coherence)は散乱光と熱放射の干渉特性を決定する。 古典的な散乱記述は、量子ゆらぎを欠く冷たい物体を仮定し、理想化された量子散乱スキームは散逸を無視し、半古典的なゆらぎ電気力学は現象論的ノイズ電流に依存し、入射量子状態の一貫した処理を除外する。 本稿では、量子光の散乱と有限散逸対象の本質的な熱放射を統一する改良型ランゲヴィン雑音定式化に基づく第1原理フレームワークを開発する。 遠方界空間コヒーレンス(英語版)は、2つの幾何学駆動機構の代数的重ね合わせに分離され、放射物質力学の大域的ユニタリ性によって結合されることを示す。 最初のメカニズムである弾性散乱は非単位空間フィルタとして機能し、モード選択的にインシデント量子相関を減衰し、再構成する。 第2のメカニズムである熱放出は、局所的な物質散逸から始まり、物体の吸収プロファイルを遠方場に投影し、マクロなファン・シッター・ゼルニケの定理の量子ベクトル導出を与える。 このフレームワークを光レシエーションに適用することにより、損失のある量子フォトニクスの動作境界を決定する。 カオス的な熱照明下では, 熱クロッキングを平衡で解析し, 受動シンクが一次放射体と幾何学的に同じ構造を有する熱影を流すことを示す。 コヒーレント照明下では、マクロな位相相関を束縛した熱力学的相図が導出され、サブ波長ナノ構造がバルクオブジェクトに比べてかなりコヒーレンス劣化することを示した。 最後に、空間的に絡み合った照明の下で。

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