光学介质中物质动量的涌现
光学
2020-08-06 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
理解光在光学介质中传播时的动量，不仅对经典电动力学与凝聚态物理中的极化激元学等多样研究具有基础性意义，也对光力操控与光伏等重要应用至关重要。从微观视角看，光学介质实为一个复杂系统，可将光动量拆分为电磁场、物质电子与离子晶格三部分。在此，我们厘清了光在光学介质中传播所关联动量的分配，并发展了一种量子理论来显式计算其分布。此处揭示的、分布于电子与离子晶格间的物质动量，导致了意外现象的预言。特别地，电子动量通过本征直流电流显现；引人注目的是，我们发现在一定条件下该电流可沿光子波矢方向，意味着对电子的光牵引效应。类似地，对晶格的光牵引效应亦可观测，如等离激元传播中的石墨烯。我们还预言了与光透过有限介质相关的边界电偶极子的涌现，为材料边界上的光压提供了微观解释。
引用
@article{arxiv.1907.04947,
title = {Emergence of material momentum in optical media},
author = {Deng Pan and Hongxing Xu and F Javier García de Abajo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04947},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 4 figures