冷稠密气体薄板的精确电动力学与标准光学对比

我们分别使用可极化介质的标准电动力学和基于原子逐个模拟的大规模电动力学来研究光通过冷气体薄板的传播。主要发现是，当原子样本密度 $\rho$ 和共振光波数 $k$ 满足 $\rho k^{-3}\gtrsim 1$ 时，两种方法的预测可能存在定性差异。原因是标准电动力学是一种平均场理论，而对于足够强的光介导偶极-偶极相互作用，原子样本会变得关联。与平均场理论的偏离似乎随参数 $\rho k^{-3}$ 缩放，我们在 $\rho k^{-3} \simeq 10^{-2}$ 时就已经观察到显著效应。在稀薄气体和具有额外非均匀展宽的气体中，模拟显示共振线的移动与预测的 Lorentz-Lorenz 移动和“合作 Lamb 移动”在定性上一致，但定量一致性不令人满意。我们的解释是，电动力学中局域场修正的微观基础尚未被完全理解。