极化子态与暗态中的协同分子结构

本文讨论了一组暴露于量子光下的全同、本征无相互作用的分子集合。它们与量子光的相互作用诱导了分子之间的相互作用。即使每个分子仅考虑单一振动坐标，所得的光-物质杂化态也呈现出复杂结构。由于所有分子全同，从所有分子具有该振动坐标相同取值的均匀情形出发颇具吸引力。此时，极化子与暗态如同原子中那样出现，但为该坐标的函数，而这一振动自由度使物理不同于原子物理。然而，尽管所有分子全同，每个分子确实拥有自身的振动坐标。因此，理解均匀情形的含义、如何偏离它，并使人们能够真实地研究该集合，是一个关键问题。我们找到了均匀情形下极化子能量曲线的严格且具物理相关性的含义。证明了极化子曲线上的任意点都是偏离均匀情形的极小或极大点。展示了如何仅利用单个自由分子的性质显式计算偏离均匀情形的能量影响。同时分析了暗态及其在偏离均匀情形时的行为。引入了该专题领域未使用的有用技术，并获得了关于最小能量路径、对称性破缺与恢复等的一般结果。展示了如何将所得结论推广到每个分子包含数个甚至许多核自由度，从而处理量子光与许多复杂分子相互作用的问题。集合中单个分子内多个自由度的相互作用导致了定性不同的物理。