近零折射率材料内部的动量考量
光学
2021-08-24 v1 量子物理
摘要
近零折射率（near-zero-index, NZI）材料，即相折射率接近于零的材料，已知可增强或抑制光-物质相互作用。绝大多数基本辐射过程的理论推导依赖于能量考量与细致平衡方程，而非动量考量。由于动量交换亦应纳入理论模型，我们探究三类 NZI 材料内部的动量，即 epsilon-and-mu near-zero（EMNZ）、epsilon-near-zero（ENZ）与 mu-near-zero（MNZ）材料内部的动量。在色散材料中 Abraham-Minkowski 争论的背景下，我们表明光的 Minkowski-正则动量在各类 NZI 材料内部均为零，而光的 Abraham-动能动量在 ENZ 与 MNZ 材料中为零，在 EMNZ 材料中非零。我们从理论上证明，动量反冲、场到原子的动量转移以及多普勒频移在 NZI 材料中受到抑制。基本辐射过程的抑制亦由三维 NZI 材料内部的这些动量考量得以解释。最后，狭缝实验中衍射图样的缺失被视为零 Minkowski 动量的结果。这些发现有助于更好地理解纳米尺度下基本光-物质相互作用以及激光应用。
引用
@article{arxiv.2108.09450,
title = {Momentum considerations inside near-zero index materials},
author = {Michaël Lobet and Iñigo Liberal and Larissa Vertchenko and Andrei Lavrinenko and Nader Engheta and Eric Mazur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.09450},
year = {2021}
}