从宏观电磁学的正则量子化直接推导修正朗之万噪声形式

修正的朗之万噪声形式体系(MLNF)通过三种无相互作用的玻色极化激元——散射极化激元、电极化激元和磁极化激元,模拟了量子化电磁场与真空中任意有耗磁电介质物体的相互作用。这三种极化激元分别对应:被物体散射的自由空间光子、以及物体内部嵌入的量子化电偶极源和磁偶极源辐射的光子。近期[A. Ciattoni, Phys. Rev. A 110, 013707 (2024)],该形式体系在宏观电磁学正则量子化(CQME)框架下[Philbin, New J. Phys. 12, 123008 (2010)],通过海森堡绘景得到了理论验证。具体而言,该研究通过以下步骤实现:在宏观麦克斯韦方程组的形式解中识别极化激元算符;假设其满足玻色对易关系以还原正则对易关系;并证明这些算符能使CQME哈密顿量对角化。然而,这些极化激元算符与底层正则场算符之间的显式函数依赖关系尚未明确。本文中,研究人员推导出了极化激元算符基于正则CQME场算符的精确解析表达式。利用这些映射关系,该工作从薛定谔绘景下的正则理论出发,为MLNF提供了直接且严格的推导。该推导包含三个基础性步骤:1) 将所得解析表达式作为极化激元算符的本构定义;2) 数学证明这些算符作为正则对易关系的直接推论严格满足玻色性;3) 证实其能精确对角化宏观CQME哈密顿量。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-04 17:53

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