Влияние плотности фотонных состояний на сдвиг Лэмба в плазме
https://doi.org/10.29235/1561-8323-2022-66-5-495-500
Анатацыя
Исследовано возможное влияние пониженной плотности фотонных состояний в плазме на сдвиг Лэмба и установлено, что вследствие значительного вклада в сдвиг Лэмба высокоэнергетических виртуальных фотонов даже при концентрациях электронов порядка 1022 см–3 относительное изменение сдвига Лэмба в плазме в сравнении с вакуумом не превышает 1 %. Такое поведение сдвига Лэмба в плазме обусловлено асимптотическим приближением свойств плазмы к свойствам вакуума при неограниченном увеличении частоты фотонов.
Аб аўтарах
Д. Новицкий
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
С. Гапоненко
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Спіс літаратуры
1. Kirchain, R. A roadmap for nanophotonics / R. Kirchain, L. Kimerling // Nature Photonics. – 2007. – Vol. 1, N 6. – P. 303–305. https://doi.org/10.1038/nphoton.2007.84
2. Gaponenko, S. V. Applied Nanophotonics / S. V. Gaponenko, H. V. Demir. – Cambridge: Cambridge University Press, 2018. – 450 p. https://doi.org/10.1017/9781316535868
3. Lakowicz, J. R. Radiative decay engineering: biophysical and biomedical applications // Analytical Biochemistry. – 2001. – Vol. 298, N 1. – P. 1–24. https://doi.org/10.1006/abio.2001.5377
4. Controlling light localization and light–matter interactions with nanoplasmonics / V. Giannini [et al.] // Small. – 2010. – Vol. 6, N 22. – P. 2498–2507. https://doi.org/10.1002/smll.201001044
5. Xin, H. Nanoplasmonic optical antennas for life sciences and medicine / H. Xin, B. Namgung, L. P. Lee // Nature Reviews Materials. – 2018. – Vol. 3, N 8. – P. 228–243. https://doi.org/10.1038/s41578-018-0033-8
6. Bharadwaj, P. Optical antennas / P. Bharadwaj, B. Deutsch, L. Novotny // Advances in Optics and Photonics. – 2009. – Vol. 1, N 3. – P. 438–483. https://doi.org/10.1364/aop.1.000438
7. Nanoscale design of the local density of optical states / S. Mignuzzi [et al.] // Nano Letters. – 2019. – Vol. 19, N 3. – P. 1613–1617. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b04515
8. Purcell, E. M. Spontaneous emission probabilities at radio frequencies / E. M. Purcell // Phys. Rev. – 1946. – Vol. 69. – P. 681.
9. Cavity quantum electrodynamics / H. Walther [et al.] // Rep. Progr. Phys. – 2006. – Vol. 69, N 5. – P. 1325–1382. https:// doi.org/10.1088/0034-4885/69/5/r02
10. Periodic nanostructures for photonics / K. Busch [et al.] // Phys. Rep. – 2007. – Vol. 444, N 3–6. – P. 101–202. https:// doi.org/10.1016/j.physrep.2007.02.011
11. Engineering photonic density of states using metamaterials / Z. Jacob [et al.] // Applied Phys. B. – 2010. – Vol. 100, N 1. – P. 215–218. https://doi.org/10.1007/s00340-010-4096-5
12. Lamb Jr., W. E. Fine structure of the hydrogen atom by a microwave method / W. E. Lamb Jr., R. C. Retherford // Phys. Rev. – 1947 – Vol. 72, N 3. – P. 241–243. https://doi.org/10.1103/physrev.72.241
13. Narozhny, N. B. Dynamical Lamb effect versus dynamical Casimir effect / N. B. Narozhny, A. M. Fedotov, Yu. E. Lozovik // Phys. Rev. A. – 2001. – Vol. 64, N 5. – Art. 053807. https://doi.org/10.1103/physreva.64.053807
14. Spontaneous radiation and Lamb shift in three-dimensional photonic crystals / S. Y. Zhu [et al.] // Phys. Rev. Lett. – 2000. – Vol. 84, N 10. – P. 2136–2139. https://doi.org/10.1103/physrevlett.84.2136
15. Wang, X. H. Giant Lamb shift in photonic crystals / X. H. Wang, Y. S. Kivshar, B. Y. Gu // Phys. Rev. Lett. – 2004. – Vol. 93, N 7. – Art. 073901. https://doi.org/10.1103/physrevlett.93.073901
16. Li, Z. Y. Optical photonic band gaps and the Lamb shift / Z. Y. Li, Y. Xia // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol. 63, N 12. – Art. 121305(R). https://doi.org/10.1103/physrevb.63.121305
17. Purcell effect and Lamb shift as interference phenomena / M. V. Rybin [et al.] // Scientific Rep. – 2016. – Vol. 6, N 1. – P. 1–9. https://doi.org/10.1038/srep20599
18. Bethe, H. A. The electromagnetic shift of energy levels / H. A. Bethe // Phys. Rev. – 1947. – Vol. 72, N 4. – P. 339–341. https://doi.org/10.1103/physrev.72.339
19. Gaponenko, S. V. Introduction to Nanophotonics / S. V. Gaponenko. – Cambridge: Cambridge University Press, 2010. – 465 p. https://doi.org/10.1017/cbo9780511750502
20. Zhukovsky, S. V. Constraints on transmission, dispersion, and density of states in dielectric multilayers and stepwise potential barriers with an arbitrary layer arrangement / S. V. Zhukovsky, S. V. Gaponenko // Phys. Rev. E. – 2008. – Vol. 77, N 4. – Art. 046602. https://doi.org/10.1103/physreve.77.046602
21. Gaponenko, S. V. Density of states effects on emission and scattering of photons in plasmas [Electronic resource] / S. V. Gaponenko, D. V. Guzatov, D. V. Novitsky // arXiv preprint. – 2021. – Mode of access: https://arxiv.org/abs/2110.10539
22. Barnett, S. M. Spontaneous emission in absorbing dielectric media / S. M. Barnett, B. Huttner, R. Loudon // Phys. Rev. Lett. – 1992. – Vol. 68, N 25. – P. 3698–3701. https://doi.org/10.1103/physrevlett.68.3698
23. Matloob, R. Quantum-electrodynamic level shifts in an absorbing medium / R. Matloob // Phys. Rev. A. – 2000. – Vol. 61, N 6. – Art. 062103. https://doi.org/10.1103/physreva.61.062103
##reviewer.review.form##
Праглядаў: 296
Паслаць артыкул па эл. пошце 