Как рассчитать свойства фотонов-квазичастиц

в недавних вопросах, таких как « Как классические оптические явления объясняются в КЭД (закон Снелла)? » и « Набирают ли фотоны массу, когда они проходят через стекло? », мы могли бы узнать кое-что об эффективных свойствах материи, взаимодействующей с силовым полем, с точки зрения интеграл по траекториям и квазичастицы .

Конечно, оба подхода должны быть эквивалентны, но исходить из разной философии. Широко используется квазичастичный подход в физике твердого тела , например при расчете дисперсионных соотношений фононов .

Я действительно хотел бы знать, есть ли простые примеры для явных расчетов свойств фотонных квазичастиц, исходящие из строгого подхода, такого как описание материи с помощью КЭД, и нахождения эффективного действия, например, с использованием уравнения Веттериха (см., например, Введение в функционал RG и приложения к калибровочным теориям ).

Любые расчеты и/или ссылки были бы очень хорошими.
Заранее благодарю, искренне,

Роберт

«простые примеры», «явные вычисления» ... это требует многого за один раз, не так ли, @Robert;) Я хотел бы увидеть одну статью, в которой есть и то, и другое!
@space_cadet: Извините, если это звучит требовательно. Я просто хотел спросить, есть ли какие-то простые примеры, которые были явно «преобразованы» в эффективное действие или своего рода теорию среднего поля в этом смысле. Я думал, что это может иметь место для таких вещей, как система с двумя ниво, взаимодействующая со световым полем. Приветствует
@ Роберт, это был просто сардонический юмор о природе исследований. Вы можете быть столь требовательны, как вам нравится. Кстати, что вы подразумеваете под «системой двух ниво»?
@space_cadet: А, хорошо :) Под системой двух ниво я просто подразумеваю некоторую материю, которая может быть локально возбуждена внешним полем - возможно, самая простая форма взаимодействующей среды, я полагаю. Это взаимодействие должно соответствовать некоторому показателю преломления с макроскопической точки зрения, благодаря чему свет в нем описывается некоторой скоростью, меньшей, чем с к квазичастице. Да, я все еще за оптикой :)
Ниво? Вы имеете в виду уровень?
@Noldorin: Точно. Наверное, я ошибся в переводе :) Также возможна система с двумя состояниями, как я только что видел.
Как насчет хрестоматийного примера плазменных волн в проводниках? Это достаточно простое вычисление, которое показывает, что указанные волны являются массивными релятивистскими частицами.
@genneth: Спасибо за подсказку. Должен признаться, что я не знаком с вашим примером - немного погуглить тоже не помогло. Не будете ли вы так любезны указать на некоторые ссылки? заранее спасибо
@genneth: Спасибо за ссылку. Модель Друде-Зоммерфельда, конечно, хороший пример эффективных свойств, возникающих с микроскопической точки зрения. Как видите, все расчеты можно провести с помощью квантовой механики колеблющихся зарядов. Знаете ли вы, есть ли примеры, когда для вычисления этих свойств нужно использовать подход ренормализационной группы? Приветствует

Ответы (1)

Квазичастичное описание фотонов хорошо известно в физике конденсированных сред как частотно-зависимая комплексная диэлектрическая проницаемость/магнитная проницаемость материала. Вы спрашиваете, можно ли рассчитать это количество из КЭД методом первых принципов.

Это кажется менее сложным по сравнению с другими квазичастицами, потому что фотон обычно остается невзаимодействующим в среде при обычных температурах, за исключением поглощения и рассеяния. Существует несоответствие масштаба между частотой/длиной волны фотона и другими квазичастицами, которые движутся намного медленнее света. Тем не менее, я не нашел много статей, посвященных этому вопросу, потому что у нас есть хорошие измерения диэлектрической проницаемости как функции частоты для любого материала. Материал делает расчет за вас.

Для разбавленных газов Фейнман обращается к вопросу расчета диэлектрической проницаемости на основе первых принципов в своей статье Acta Physica Polonica 1963 года, в которой были представлены призрачные поля. Частотно-зависимая диэлектрическая проницаемость определяется по фазовому сдвигу рассеяния в прямом направлении, что воспроизводит качественное поведение даже сумасшедших случаев, например, когда вы проходите атомный резонанс. Ссылка ниже.

  • Р. П. Фейнман, Acta Physica Polonica, 24 (1963) 697

Некоторыми классическими справочниками по КЭД в средах, которые включают расчеты эффектов диэлектрических свойств на конечных частотах, являются следующие оригинальные статьи:

  • Е. М. Лифшиц, "Теория молекулярных сил притяжения", Сов. физ. ЖЭТФ, 2, 73 (1956).
  • И. Е. Дзялошинский, Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский, “Общая теория сил Ван-дер-Ваальса”, Докл. физ. ЖЭТФ 10, 161 (1960)

В этих работах данное описание квазичастиц фотонов используется для расчета сил Ван-дер-Ваальса для произвольной конфигурации макроскопического вещества.

Дорогой Рон, большое спасибо за ваши цитаты. Думаю, я мог бы найти то, что мне нужно, в заметках Фейнмана. Приветствует
Как рассчитать свойства фотонов-квазичастиц
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v