論文の概要: Multipolar Light-Matter Hamiltonians in Symmetry-Breaking Photonic Vacuums
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.19336v1
- Date: Wed, 19 Aug 2026 18:01:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-21 20:28:51.372219
- Title: Multipolar Light-Matter Hamiltonians in Symmetry-Breaking Photonic Vacuums
- Title（参考訳）: 対称性を持つフォトニック真空における多極性光マターハミルトニアン
- Abstract要約: 従来の多極性ハミルトニアンは、フォトニック真空が反転あるいは時間反転対称性を破るときに定性的に修正されることを示す。
Power-Zienau-Woolley変換を明示的に適用することにより、2つの理想化されたカイラルフォトニック環境に対して結果の多重極性ハミルトニアンを導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.164533982399477
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We show that the conventional multipolar Hamiltonian is qualitatively modified when the photonic vacuum breaks inversion or time-reversal symmetry. By explicitly applying the Power-Zienau-Woolley transformation, we derive the resulting multipolar Hamiltonians for two idealized chiral photonic environments: a spatial-chiral vacuum, which breaks inversion symmetry, and a temporal-chiral vacuum, which breaks time-reversal symmetry. In the spatial-chiral case, the transformation generates an inversion-breaking self-energy, whereas in the temporal-chiral case it produces an additional Zeeman-like energy. Using a trapped hydrogen-like atom and a charged harmonic oscillator in cavities as minimal examples, we show that these symmetry-dependent terms lead to characteristic spectral shifts. Our work provides a general framework for describing light-matter interactions in chiral quantum electrodynamics and identifying the associated symmetry-dependent effects on cavity-embedded atoms, molecules, and quantum materials.
- Abstract（参考訳）: 従来の多極性ハミルトニアンは、フォトニック真空が反転あるいは時間反転対称性を破るときに定性的に修正されることを示す。
Power-Zienau-Woolley変換を明示的に適用することにより、2つの理想化されたカイラルフォトニック環境(反転対称性を破る空間キラル真空)と時間反転対称性を破る時間キラル真空(英語版)の多重極性ハミルトニアンを導出する。
空間キラルの場合、変換は反転を破る自己エネルギーを生成するが、時間キラルの場合、ゼーマンのようなエネルギーを生成する。
キャビティ内の水素様原子と電荷調和振動子を最小の例として用いて、これらの対称性依存項が特徴的なスペクトルシフトをもたらすことを示す。
我々の研究は、キラル量子力学における光-物質相互作用を記述し、空洞埋め込み原子、分子、量子材料に対する関連する対称性依存効果を同定するための一般的な枠組みを提供する。
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