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腔量子材料中的强耦合极化子:腔诱导电子质量重整化的极限

Strong coupling polarons in cavity quantum materials: limits of cavity-induced electron mass renormalization

D. M. Basko

arXiv 2609.25829首次发表:更新:

发表机构

Univ. Grenoble Alpes, CNRS, LPMMC(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,凝聚态物质物理实验室)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

本文通过量子蒙特卡洛精确计算二维电子费曼路径积分,揭示腔诱导电子质量重整化的极限由平面几何中的朗道-佩卡尔极化子提供,弥合了腔控制与介电工程。

AI 中文摘要

腔诱导电子质量重整化是通过真空场修饰控制材料性质的许多方案中的重要组成部分。其最终极限是什么?本文通过以下方式回答此问题:(i)指出该质量重整化本质上源于电子与腔镜中可极化自由度之间的场介导相互作用,以及(ii)通过数值精确的量子蒙特卡洛方法直接评估二维电子的相应费曼路径积分。所求的上限由平面几何中的朗道-佩卡尔极化子提供。所呈现的计算弥合了腔控制与材料性质的介电工程之间的差距。

英文摘要

Cavity-induced electron mass renormalization is an important ingredient of many proposals to control material properties through vacuum field modification. What is its ultimate limit? Here this question is answered by (i) noting that this mass renormalization is essentially due to the field-mediated interaction between the electron and the polarizable degrees of freedom in the cavity mirrors, and (ii) directly evaluating the corresponding Feynman path integral for a 2D electron by numerically exact quantum Monte Carlo. The sought upper limit is provided by the Landau-Pekar polaron in the planar geometry. The presented calculation bridges the gap between cavity control and dielectric engineering of material properties.

Commentstypos corrected, references added, 12 pages, 6 figures

论文原文

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