論文の概要: Universal and rigorous asymptotic convergence of standard macroscopic quantum electrodynamics to the modified Langevin noise formalism

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.05202v1
• Date: Sun, 04 Oct 2026 13:19:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-10 22:40:42.645542
• Title: Universal and rigorous asymptotic convergence of standard macroscopic quantum electrodynamics to the modified Langevin noise formalism
• Title（参考訳）: 標準巨視的量子電磁力学の普遍的および厳密な漸近収束と変形したランゲヴィンノイズ形式
• Abstract要約: ランゲヴィンノイズフォーマリズム(Langevin noise formalism, LNF)は、損失媒質におけるマクロ量子電磁力学の確立されたアプローチである。 このような特異な制限手順の既存の正当化は、主に真空揺らぎによって支配される現象に制限されている。 MLNFの物理的予測を全レシスタンスにわたって回復させることにより,LNF制限手順が普遍的に有効であることを示す。
• 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: The standard Langevin noise formalism (LNF) is a well-established approach for macroscopic quantum electrodynamics in unbounded lossy media, and accordingly, its application to finite objects requires endowing the surrounding vacuum with a fictitious absorption that is taken to asymptotically vanish. Existing justifications for such a singular limiting procedure have been mainly restricted to phenomena governed by vacuum fluctuations and medium-induced interactions (Casimir-Polder forces, thermal radiation, quantum emitter dynamics, etc.), thereby strictly excluding scenarios that involve the scattering of external quantum radiation. Conversely, the modified Langevin noise formalism (MLNF) has recently been established as the complete canonical quantum theory for arbitrary macroscopic systems and electromagnetic processes, entirely bypassing the need for limiting procedures, treating incident quantum radiation fields as independent degrees of freedom, and exactly reducing to the LNF for unbounded media. In this work, we demonstrate that the LNF limiting procedure is universally valid by showing that it recovers any physical prediction of the MLNF across all regimes, including arbitrary quantum scattering processes. Specifically, we introduce a suitable mapping associating any MLNF state and observable with a corresponding entity within the LNF augmented by fictitious vacuum absorption. We then rigorously prove that, as the fictitious absorption tends to zero, every LNF matrix element constructed via this mapping exactly converges to its MLNF original, so that the limiting procedure establishes the asymptotic convergence of the LNF to the MLNF.
• Abstract（参考訳）: 標準ランゲヴィンノイズフォーマリズム(LNF)は、非有界損失媒質におけるマクロ量子電磁力学の確立されたアプローチであり、その有限物体への応用には、漸近的に消滅する架空の吸収を伴う周囲の真空の供給が必要である。 このような特異な制限手順の既存の正当化は、主に真空揺らぎと媒体誘起相互作用(カシミール・ポルダー力、熱放射、量子エミッターダイナミクスなど)によって支配される現象に限られており、したがって外部の量子放射の散乱を含むシナリオを厳密に排除している。 逆に、修正ランゲヴィンノイズフォーマリズム(MLNF)は、任意のマクロ光学系と電磁過程の完全な正準量子論として確立され、手順の制限の必要性を完全に回避し、入射量子放射場を独立した自由度として扱い、非有界媒体のLNFに正確に還元した。 本研究は、任意の量子散乱過程を含む全てのレジームにおけるMLNFの物理的予測を復元することを示し、LNF制限手順が普遍的に有効であることを示した。 具体的には,任意のMLNF状態に関連付けるのに適したマッピングを導入し,架空の真空吸収により増強されたLNF内の対応する実体を観測する。 次に、虚吸収が 0 になる傾向にあるので、この写像を通して構築されたすべての LNF 行列要素は、その MLNF の元に完全に収束するので、制限手順は LNF の MLNF への漸近収束を確立する。

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