腔量子电动力学在宽带和超强耦合机制中的耗散:一种从头算量子化准模方法
现象学方法长期以来一直是腔量子电动力学(QED)研究光子损耗的主要工具,但在宽带光-物质相互作用场景下已显不足。该研究团队提出了一种基于准正态模式(QNM)量子化程序的量子主方程严格推导方法,适用于等离激元和电介质开放系统的腔QED研究。该理论具有三个显著特征:一是适用于包含超强耦合(USC)在内的宽带光-物质相互作用体系;二是支持具有任意色散和损耗的三维谐振腔,可广泛应用于各类开放腔体;三是通过规范不变的从头算方法,完整复现了《物理评论快报》134卷123601期(2025年)关于单偶极子量化腔体谱密度的最新结果。 研究还发现:该理论既展现了玻色-霍普菲尔德模型体系的耗散性经典-量子对应关系,又揭示了与先前系统-浴耦合启发式假设的重要差异。团队提出了“宽带”耗散体系的新判据,指出现象学模型需根据QNM本征的、空间依赖的复相位进行修正,同时阐明了极端耦合条件下单模模型的根本局限性。通过等离激元和电介质腔体实例,该工作验证了QNM主方程和超强耦合光谱计算的适用范围,并探讨了近实验观测宽带耗散效应的前景。
