Quantum master equation approach to heat transport in dielectrics and semiconductors
我们报告的非金属热输运方程的推导使用量子马尔可夫主方程的Lindblad形式。本文首先建立了一维周期链中原子在位能量随时间变化的运动方程。在连续极限下，热传导的傅里叶定律自然出现，导热系数被显式地得到。结果表明，热源对晶格的影响可用一个依赖于原子扩散系数的热源密度来描述。我们表明，马尔可夫动力学是等效的声子，这是典型的弹性固体的情况下的长波长近似。高温极限再现经典的热传导方程。
2021-12-29 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite temperature Casimir effect in the presence of nonlinear dielectrics
从拉格朗日量出发，利用路径积分技术对非线性介质中的电磁场进行量子化，并计算了不同场的关联函数。得到了非线性介质的极化率，并确定了它们与耦合函数的关系。最后计算了有限温度下非线性介质中的Casimir能量和Casimir力。
2010-10-20 quant-ph
Master equation for multilevel interference in a superradiant medium
本文导出了一个超辐射介质的主方程，它包含了单个散射体之间的多级干涉。推导依赖于Born-Markov近似，并实现了粗粒度形式主义。主方程满足Lindblad形式，并包含描述单原子多级干涉、相同跃迁之间的多原子干涉以及具有平行偶极子的不同电子跃迁之间的多原子干涉的术语。然后应用该形式主义来确定两个发射器的激发光谱，使用氢跃迁2S $_{1/2}\,\to$ 4P $_{1/2}$和2S $_{1/2}\,\to$ 4P $_{3/2}$的参数，其中平行偶极子之间的间隙为GHz的量级。由于多级和多发射器干扰的相互作用的信号的失真作为它们的距离的函数进行了分析。这些结果表明，平行偶极跃迁之间的干涉可以显着影响光学致密介质的光谱特性。
2020-06-21 quant-ph
Casimir-Polder interaction between an excited atom and a gas dielectric medium
在延迟情况下，利用微扰技术得到的激发态原子与基态原子相互作用的Casimir-Polder势随原子间距离的增加而减小，即R^-2 [E.A. Power，T.Thirunamachandran，Phys.Rev.A，47，2539（1993）]。它导致了激发态原子与稀气体介质相互作用的发散积分。利用非微扰方法研究了介质中两原子间的相互作用。我们考虑了介质中光子的吸收。这种方法解决了发散的问题。研究了基态原子与平面介质气体的相互作用。我们证明了激发态原子与基态原子气体之间的相互作用不是振荡的，而是服从简单的幂律。我们指出，要得到受激原子与稀薄气体之间范德华力的常规非延迟表达式，原子与界面之间的距离应远小于光子在介质中的自由平均通过。考虑了激发态原子与基态原子半球之间的相互作用。
2006-10-09 quant-ph
Quantum Fields in a Dielectric: Langevin and Exact Diagonalization Approaches
我们推导出色散和耗散介质中的量子电磁场的表达式，处理介质作为一个连续。我们比较了朗之万方法与Fano对角化程序的耦合系统组成的电磁场，电介质，和水库。特别是，我们表明，在这两种方法中获得的量子化的电场和磁场具有完全相同的形式。更一般地，在热平衡中，在两种方法中计算的关联函数是相同的。
2009-12-01 quant-ph
Casimir stress in an inhomogeneous medium
利用Lifshitz电磁真空能量理论研究了非均匀介质中的Casimir效应。选择一个连续依赖于一个笛卡尔坐标的介电常数函数，在每一侧由齐次介电常数约束。Casimir应力的结果在非均匀区域内的任何地方都是无穷大的，这种发散对于具有平面边界的分段均匀边界是不会发生的。可以从无限大应力中提取出单位体积的Casimir力，但它在非均匀介质和均匀介质之间的边界上发散。另一种正规化的真空应力被认为是删除在小距离的不均匀性的贡献，其中宏观电磁是无效的。交替正则化在非均匀区域内产生有限的Casimir应力，但在均匀区域的边界上，每单位体积的应力和力发散。因此，平面边界的非均匀散射的情况超出了目前对卡西米尔效应的理解。
2009-09-16 quant-ph
Ro-Translational Cavity Cooling of Dielectric Rods and Disks
研究了介质棒和介质盘与高精细度腔激光场的相互作用。耦合粒子腔动力学，包括瑞利散射的量子主方程，推导出的颗粒尺寸可比的激光波长。我们证明，这样的各向异性纳米粒子可以捕获自由飞行的速度高于所需的捕获相同体积的介电球体，并有效的反平移腔冷却到深量子制度是可以实现的。
2016-09-20 quant-ph
Ginzburg effect in a dielectric medium with dispersion and dissipation
作为切伦科夫辐射的量子模拟，如果惯性光子探测器移动通过具有恒定折射率$n$的介质的速度$v$超过光的介质速度$c/n$，则惯性光子探测器可以将电磁量子波动感知为真实光子。对于色散Hopfield型介质，我们发现这种Ginzburg效应延伸到更低的$v$，因为光的相速度在介质共振附近非常小。然而，在这种情况下，耗散效应变得很重要。通过扩展的Hopfield模型，我们给出了色散和耗散介质中量子涨落的一致处理，并导出了这类系统中的金兹伯格效应。最后，我们提出了一个实验测试。
2022-05-19 quant-ph
A Canonical Relativistic Approach to Quantize Electromagnetic Field in the Presence of Moving Magneto-Dielectric Media
本文引入正则相对论公式，研究了可极化可磁化运动介质中的电磁场。介质是由一个连续的四个矢量在唯象的方式建模。利用整个系统的拉格朗日量，得到了矢量势的协变波动方程和协变介质本构方程的欧拉-拉格朗日方程。引入了一个耦合电磁场与介质的三阶张量，并由耦合张量得到了介质的磁化率张量。利用耦合张量和模拟介质的四个矢量的产生和湮灭算符计算了噪声极化张量。
2009-08-08 quant-ph
Dielectric function and plasmons in graphene: A self-consistent-field calculation within a Markovian master equation formalism
介绍了一种计算具有任意带色散和布洛赫波函数的纳米结构的介电函数的方法。采用马尔可夫主方程自洽场方法（SCF-MMEF）结合全波电磁场方程，计算了耗散电子系统对外部电磁场的线性响应. SCF-MMEF准确地解释了几种并发散射机制。该方法捕获带间电子空穴对的产生，以及带间和带内电子与声子和杂质的散射。我们采用SCF-MMEF计算的介电函数，复电导率，并支持石墨烯的损失函数。从损失函数的最大值，我们得到不同的基板类型[非极性类金刚石碳（DLC）和极性SiO $_2$和hBN]，杂质密度，载流子密度和温度的等离子体色散和传播长度。两个极性基板上的等离子体被抑制低于最高的表面声子能量，而光谱是广泛的非极性DLC。等离子体激元的传播长度在极性和非极性基板上是相当的，并且在几十纳米的数量级上，比以前报道的短得多。它们在更低的温度和更高的载流子密度下随着更少的杂质而改进。
2016-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dielectric black hole analogues
替代声波黑洞类似物，我们讨论了不同的情况下，在实验室中的史瓦西几何模型-介电黑洞。如果具有有限介电常数的介质的速度超过该介质中的光速，则出现视界的介电模拟。霍金效应的实验测试和可能的影响的相关性得到解决。PACS：04.70.Dy，04.62.+ V，04.80。y，42.50Gy。
2001-04-25 quant-ph
Three-dimensional quantization of the electromagnetic field in dispersive and absorbing inhomogeneous dielectrics
本文发展了三维非均匀色散吸收介质中全电磁场的唯象麦克斯韦理论的量子化方案。经典的麦克斯韦方程组的空间变化和Kramers-Kronig一致的介电常数被视为运营商值的字段方程，引入额外的电流和电荷密度的运营商字段，以考虑到与介质中的耗散噪声。结果表明，库仑规范中基本电磁场$\hat E$和$\hat B$与势$\hat A$和$\hat ϕ$之间的等时对易关系可用经典问题的格林张量表示.从体材料和由两个具有共同平面界面的体材料组成的非均匀介质的格林张量出发，明确证明了QED的等时对易关系保持不变。
1997-11-19 quant-ph
Microscopic Theory of the Photon Recoil of an Atom in a Dielectric
原子发生自发衰变时会反冲.本文提出了一种源原子在介质中反冲的微观计算方法。我们发现源原子以正则光子动量$n\hbar k_{0,}$反冲，其中$n$是折射率，$\hbar k_{0}$是在源原子原子频率$ω_{0}$下计算的光子动量。我们还明确地显示了如何与介质内的光子的能量守恒。
2006-10-27 quant-ph
Quantum radiation in dielectric media with dispersion and dissipation
通过Hopfield模型的推广，我们构造了一个描述具有色散和耗散的电介质的微观拉格朗日量。这有利于一个明确的和明确的$\textit{ab initio}$治疗量子电动力学在这样的媒体，甚至在时间依赖的背景。作为一个例子，我们计算的光子数的开关和关闭耗散依赖于时间开关功能。这种效应可能比由折射率$Δn(t)$的变化产生的量子辐射更强，因为后者通常非常小并且产生$(Δn)^2$阶的光子数。作为另一个区别，我们发现所产生的介质光子的伙伴粒子不是其他介质光子，而是引起耗散（打开和关闭）的环境场的激发。
2020-09-03 quant-ph
Electromagnetic field quantization in a linear polarizable and magnetizable medium
通过用两个量子场（E和M）模拟线性极化可磁化介质（磁介质），实现了电磁场在线性极化可磁化介质（磁介质）中的一致和系统量子化。提出了一个哈密顿量，从其中，使用海森堡方程，麦克斯韦和本构方程的介质。对于均匀介质，导出了量子矢势$\vec{A}$的运动方程，并解析求解。引入了两个描述介质电磁特性的耦合函数。四个例子被认为是显示的功能和该模型的适用性，吸收和非吸收磁致伸缩。
2006-08-13 quant-ph
Nonequilibrium Atom-Dielectric Forces Mediated by a Quantum Field
在本文中，我们给出了一个原子，作为一个三维谐振子，和一个体介电介质模型作为一个连续的晶格耦合到一个水库之间的非平衡力的第一性原理微观物理推导。我们假设原子和介质之间没有直接的相互作用，但存在通过共同的电磁场传输的相互影响。通过采用开放量子系统的概念和技术，我们引入粗粒化的物理变量-介质，量子场和原子的内部自由度，在该顺序-提取其平均效果从最低层逐步到顶层。第一层的粗粒化提供了平均效果的介质上的字段，量化的复介电常数（在频域中）描述的响应的电介质的字段，除了它的反作用的字段通过随机强制项。对原子内部自由度的最后一层粗粒化导致原子质心的运动方程，从该方程我们可以导出作用在原子上的力。我们的非平衡配方提供了一个完整的动力学描述原子的运动，包括从所有其他相关变量的反作用效果。在长时间极限下，我们恢复了系统处于平衡态或非平衡定态时原子-介质力的已知结果。
2011-02-09 quant-ph
Solution of Master Equations for the anharmonic oscillator interacting with a heat bath and for parametric down conversion process
我们解决解析主方程，描述了一个充满克尔介质的腔，考虑到环境引起的耗散，和参数下转换过程。我们使用超算子技术。
2008-06-25 quant-ph
Spontaneous decay of an excited atom in an absorbing dielectric
从任意线性Kramers-Kronig介质中电磁场的量子化Maxwell方程组出发，研究了色散吸收介质中二能级原子激发态的自发衰变，并计算了衰变率.计算是针对（Clausius-Mosotti）虚腔模型和（Glauber-Lewenstein）实腔模型进行的。结果表明，由于与吸收相关的非辐射衰变，当原子跃迁频率接近介质的吸收带时，自发衰变的速率敏感地依赖于腔半径。只有当吸收的影响被完全忽略，然后熟悉的局域场校正因子恢复。
1999-04-06 quant-ph
Quantized Media with Absorptive Scatterers and Modified Atomic Emission Rates
在量子力学模型中分析了附近介质中消光效应对激发态原子自发发射率的影响，介质由具有吸收特性的球形散射体组成.使用的并矢格林函数的电磁场附近的一个电介质球导致的发射率的变化作为一系列的多极贡献的解析公式得到的表达式。修正后的发射率作为激发原子和电介质之间的距离的函数的结果表明，吸收和散射过程的影响。
2011-02-14 quant-ph
Canonical and kinetic forms of the electromagnetic momentum in an ad hoc quantization scheme for a dispersive dielectric
一个特设的量子化方案的电磁场在弱色散，透明的电介质导致的色散介质中的电磁场的动量的正则和动力学形式的定义。正则动量被唯一定义为在均匀介质中产生空间平移的算符，但量子化方案建议了两种可能的动力学动量算符，对应于经典电动力学中的亚伯拉罕或闵可夫斯基动量。这个过程的另一个含义是，包含单个修饰光子的波包以群速度穿过介质。正则动量的物理意义已经通过对原子反冲中的能量和动量守恒的考虑而建立起来，原子反冲是由自发发射、切伦科夫效应、多普勒效应和非线性光学过程中的相位匹配引起的。此外，琼斯和莱斯利辐射压实验的数据与一？k单位的正则动量。相比之下，电介质被不平衡电磁力刚性加速的实验需要使用亚伯拉罕动量。
2004-09-21 quant-ph
QED commutation relations for inhomogeneous Kramers-Kronig dielectrics
最近，非均匀三维色散吸收介质中全电磁场的唯象Maxwell理论的量子化方案已经被发展并应用于由两个具有公共平面界面的无限半空间组成的系统（H. T.当湖Knoell和D.- G. Welsch，Phys.Rev.A57，出版中）。在这里，我们表明，该计划，这是基于经典的格林张量积分表示的电磁场，适用于任何非均匀介质。为了这个目的，我们证明了QED的基本的等时对易关系是保持一个任意的空间依赖，Kramers-Kronig一致的介电常数。此外，扩展的量化方案的线性介质与有界区域的放大，并简要地解决各向异性介质的问题。
1998-03-13 quant-ph
Recoil and momentum diffusion of an atom close to a vacuum-dielectric interface
本文导出了原子在平坦介质表面附近的量子力学主方程（广义光学布洛赫方程）。这个方程给出了半经典辐射压力和原子动量扩散张量的方法，它们用真空场关联函数（电磁场磁化率）表示。结果表明，原子质心运动提供了一个非局域探测电磁真空涨落。我们特别指出，在圆偏振倏逝波中，原子所受的辐射压力与倏逝波的传播矢量不共线。在线性偏振的倏逝波中，每个荧光周期的反冲导致Jg = 1/2基态原子的净磁化。
1998-04-09 quant-ph
Zitterbewegung, momentum and spin dynamics of electromagnetic waves in linear dielectric medium
本文通过研究介电介质中电磁波与偶极子的耦合动力学，统一解释了 Abraham 与 Minkowski 动量争议，并预言了由螺旋度混合引起的颤动运动现象。
2025-09-22 physics.optics quant-ph
Numerical Framework for Modeling Quantum Electromagnetic Systems Involving Finite-Sized Lossy Dielectric Objects in Free Space
该研究提出并开发了一种基于计算电磁方法（有限元法）的数值框架，用于修正的朗之万噪声形式，以模拟自由空间中有损介电物体附近的量子电磁系统，并首次数值验证了自发辐射率传统表达式（格林函数虚部）的恢复，适用于多能级原子在等离子体结构或超表面附近的动力学估计。
2023-02-13 quant-ph
Perturbative photon production in a dispersive medium
我们研究了由时空变化介电常数引起的色散介质中光子对的产生。我们的目的是检查的可能性，以观察新的现象，对创建引起的旅行介电扰动，例如创建的激光脉冲通过克尔效应。在这个角度来看，我们采用了一个半唯象版本的Hopfield模型中出现的时空依赖的介电极化率。我们把注意力集中在微扰理论上，并给出了由局部但任意时空依赖的折射率微扰引起的光子产生的一般公式。作为一个例子，我们进一步探讨的情况下，一致的旅行扰动，并提供纯粹的时间依赖扰动的例子。
2014-02-12 hep-th quant-ph
Atom-Field-Medium Interactions I: Graded Influence Actions for $N$ Harmonic Atoms in a Dielectric-Altered Quantum Field
本文发展分级影响作用形式体系，通过三层粗粒化推导原子-场-介质系统中原子内部自由度的随机运动方程，揭示介质非马尔可夫关联及频率相关介电常数的影响。
2024-08-08 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Atom-Field-Medium Interactions II: Covariance Matrix Dynamics for $N$ Harmonic Atoms in a Dielectric-Altered Quantum Field and Effects of Dielectric on Atom-Field Entanglement
本文用量子 Langevin 方程计算介电改变量子场中 N 个谐振原子协方差矩阵的演化，分析近界面原子-场纠缠的非单调纯度，并提出自洽降阶方案。
2025-03-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Electromagnetic Energy, Absorption, and Casimir Forces. Inhomogeneous Dielectric Media
假设介质近似为连续介质，导出了非均匀吸收色散介质在热平衡时电磁能量密度期望值的一般精确公式。从这个公式中我们得到了Casimir力密度的形式表达式。与大多数以前的方法卡西米尔效应中，吸收被忽略或承认隐含通过所需的分析性质的介电常数，我们包括耗散明确通过耦合介质的每个偶极振子的谐振子的水库。我们得到的能量密度和Casimir力密度的结果的范德瓦尔斯相互作用的振荡器，也从坡印亭定理。
2011-10-04 hep-th quant-ph
On the Casimir energy of the electromagnetic field in the dispersive and absorptive medium
在介质中的Casimir效应的微观理论研究的框架中，当吸收是通过一组振荡器建模的连续分布的频率与目的，看看是否影响取决于与水库的相互作用的形式，通过水库实现。考虑了两金属板间一维电介质的简单情况。两种可能的模型进行了研究，直接相互作用的电磁场与水库和间接相互作用，通过一个中间振荡器模仿原子。研究发现，在相同的介电常数下，Casimir效应在这两种情况下是不同的，这意味着在第二种模型中，Casimir效应不能像著名的Lifshitz公式那样完全通过介电常数来表示。
2014-02-16 hep-th quant-ph
Quantum emitter interacting with a dispersive dielectric object: a model based on the modified Langevin noise formalism
本文在宏观量子电动力学框架下，用修正朗之万噪声形式主义建模量子发射器与有限色散介质物体的相互作用，揭示其耦合的两个玻色库特性及等效单玻色库条件，为相关系统动力学研究提供基础。
2024-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir Effect for a Dielectric Wedge
考虑了具有理想导电壁面、开口角为$α$的楔形体的Casimir效应，其内部填充了各向同性非色散介质，介质的介电常数为$ε$，磁导率为$μ$ .计算了体块中的电磁能量-动量张量，以及壁面上的表面应力。讨论给出测量介质的影响，通过Casimir-波尔德力的可能性。
2001-05-26 hep-th quant-ph
Dispersion of the dielectric permittivity of dense and ultracold atomic gases
基于JETP 112，246（2011）中的一般理论结果，我们分析了弱单色光在光学厚、致密和冷原子系综中产生的原子偏振。我们表明，平均超过一个均匀的随机原子分布的偏振振幅呈指数下降超出边界区域。该极化的相位随着向介质中的渗透的增加而线性增加。在此基础上，我们用数值方法确定了光在稠密原子介质中的波长、消光系数以及介质的复折射率和介电常数。不同的原子密度的介电常数的色散进行了研究。结果表明，对于稠密的云，介电常数的实部是负的，在某些谱域。
2011-09-30 physics.atm-clus quant-ph
Canonical quantization of the electromagnetic field interacting with a moving dielectric
在线性、色散和耗散介质中，电磁场是正则量子化的，介质是匀速运动的。具体地说，我们计算了耦合物质场系统的简正模的变化，并找到了一个包含负能量简正模的哈密顿量。我们将这些模式解释为量子摩擦等现象的起源，并发现一个探测器最初在其基态，并耦合到附近的电磁场，或在一个均匀移动的介质具有非零概率的激发在T= 0 K。
2012-07-24 physics.optics quant-ph
Field mixing in a thermal medium: A quantum master equation approach
本文推导了热介质中两个标量场间接混合的非马尔可夫量子主方程，发现场间可诱导凝聚并实现热化，近简并质量会共振增强相干性，而耦合层级效应为利用短寿命粒子探测长寿命粒子提供了可能。
2025-06-27 hep-ph hep-th quant-ph
Divergencies in the Casimir energy for a medium with realistic ultraviolet behavior
我们考虑一个电介质的紫外行为，因为它遵循德鲁德模型。与稀释模型相比，这具有的优点是，对于大的频率，两种不同的介质表现相同的方式。因此，人们期望卡西米尔能量包含比稀介质近似更少的发散。我们表明，Casimir能量的球形电介质球包含只有一个发散项，体积1，它可以通过引入一个接触项类似于袋模型中所需的体积能量counterterterm重整化。PACS：12.20.Ds，03.70.+ k，77.22.Ch
2001-03-07 hep-th quant-ph
Regularized Casimir energy for an infinite dielectric cylinder subject to light-velocity conservation
在$ξ^2$中精确地计算了与周围介质中光速相同的稀介质圆柱体的Casimir能量，在$ξ^2$中精确地计算了该能量的一阶和高阶。第一部分使用贝塞尔函数的加法公式进行，并且不需要德拜展开。
1999-12-22 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Quantum-statistical approach to electromagnetic wave propagation and dissipation inside dielectric media and nanophotonic and plasmonic waveguides
量子统计效应发生在电磁（EM）波在电介质或超材料内的传播期间，所述电介质或超材料包括具有耗散和噪声的一大类纳米光子和等离子体波导。利用线性介质中薛定谔方程和麦克斯韦方程组之间的形式类比，我们严格推导出描述这种传播的有效哈密顿算子。该算子在一般情况下基本上是非厄米的，在某些特殊情况下是伪厄米的。使用一般的非厄米哈密顿密度算子的方法，我们推导出一个主方程，描述的统计合奏的电磁波模式。该方法还描述了在波的传播过程中发生的量子耗散和退相干过程，并且，除其他外，它揭示了控制上述材料内部的能量和信息损失所必需的条件。
2016-09-15 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
