بررسي كوانتومي انرژي ميدان الكترومغناطيسي در حضور فرامواد

Quantum investigation of electromagnetic field energies in the presence of metamaterials

در اين مقاله طبيعت كوانتومي ميدان الكترومغناطيسي در حضور فرامواد مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. در اين راستا ميدان الكترومغناطيسي در حضور فرامواد به‌صورت كانونيك كوانتيزه مي‌شود. ابتدا با استفاده از معادلات اويلر-لاگرانژ، معادله حركت لانژون براي ميدان الكترومغناطيسي بدست مي‌آيد. سپس با استفاده از روش تبديل لاپلاس، معادله لانژون محاسبه شده و پتانسيل برداري بر حسب عملگرهاي نوفه در فراماده بدست مي‌آيد. با در نظر گرفتن يك ويژه حالت گرمايي عام براي اتلافگر، تابع برهم‌كنش دو نقطه‌اي ميدان الكترومغناطيسي در دماي محدود محاسبه مي‌شود. بر اساس قضيه نوتر و اصل پايستگي انرژي، در ويژه حالت كوانتومي گرمايي، چگالي انرژي، شار انرژي ميدان الكترومغناطيسي و انرژي جذب شده در فراماده محاسبه مي‌گردد.

We study quantum nature of metamaterials in the presence of electromagnetic field. Starting from a Lagrangian, the electromagnetic field is canonically quantized in the presence of the metamaterials. The equations of motion for the canonical variables are solved using Laplace technique. In the large-time limit, the vector potential operator is found and expressed in terms of the medium operators. In a global thermal state, finite temperature two-point correlation functions of the electromagnetic field are calculated. The electromagnetic energy flux and energy density and absorbed energy in metamaterials are obtained by considering the special case of thermal equilibrium and using Noether's theorem.