自由电子量子电动力学中超越费米黄金定则：加速/辐射对应
量子物理
2019-04-12 v1 原子物理
光学
摘要
本文提出了一种统一的互逆量子电动力学(QED)表述，用于描述量子光-物质相互作用。对于电子-光相互作用，我们建立了光子诱导近场电子显微镜(PINEM)、激光诱导粒子加速器以及辐射源（如自由电子激光(FEL)、渡越辐射和 Smith-Purcell 效应）等基础理论之间的联系。我们证明了电子能量损失/增益与辐射光谱之间存在电子-光子光谱互易关系。这种“加速/辐射对应”(ARC) 保持了交换的电子能量和光子数守恒，并且在量子电子波包(QEW)的情况下，表现出对 QEW 依赖于历史的相位和形状的显式依赖。它源于一个由相互作用诱导的量子干涉项，该干涉项在费米黄金定则的分析中通常被忽略。我们将这一通用 QED 表述应用于量子特性电子对经典光和量子光的受激相互作用与自发辐射。结果表明，相干态（“经典”光）和压缩态光的“自发”辐射在压缩真空下得到增强。这种互易的 ARC 表述有望推广到量子光与量子物质相互作用的其他基础研究问题中。
引用
@article{arxiv.1904.05764,
title = {Beyond Fermi's Golden Rule in Free-Electron Quantum Electrodynamics: Acceleration/Radiation Correspondence},
author = {Yiming Pan and Avraham Gover},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.05764},
year = {2019}
}
备注
25 pages, 3 figures