Warum bricht zirkular polarisiertes Licht die Zeitumkehrsymmetrie?

Ich bin auf ein interessantes Papier über 2D-Materialien gestoßen, in dem Autoren zirkular polarisiertes Licht verwenden, um die Zeitumkehrsymmetrie zu brechen und Energieniveaus aufzuteilen.

Hier finden Sie das Papier:

Valley-selektiver optischer Stark-Effekt in Monolage WS2. EJ Sie et al. Nature Materials 14 , 290 (2015) , arXiv:1407.1825 .

Meine erste Frage ist, warum ist die in der Arbeit erwähnte Entartung der Ebenen durch die Zeitumkehrsymmetrie gesperrt?

Die zweite Frage lautet: Warum bricht zirkular polarisiertes Licht die Zeitumkehrsymmetrie?

Ich hätte gerne eine kurze physikalische Erklärung, vielleicht mit etwas Mathematik.

Nun, was wird aus zirkular polarisiertem Licht nach der Zeitumkehr?
Nun, ich schätze, es würde das gleiche zirkular polarisierte Licht werden, das sich in die entgegengesetzte Richtung ausbreitet, richtig? Wie kann es helfen, meine Frage zu beantworten?
Ich denke eher, dass es von im Uhrzeigersinn zu gegen den Uhrzeigersinn polarisiertem Licht umschaltet, das mit einigen Zuständen möglicherweise unterschiedlich interagiert, sodass ein System, das mit Licht interagiert, das nur in einer kreisförmigen Richtung polarisiert ist, nicht zeitumkehrsymmetrisch ist.
Ja, aber in dem Artikel heißt es, dass das System anfänglich zeitumkehrsymmetrisch ist und zirkular polarisiertes Licht diese materielle Symmetrie bricht. Wenn also das zirkular polarisierte Licht mit dem in der Veröffentlichung beschriebenen System interagiert, dann ist das System unter dem Zeitumkehrverfahren nicht mehr symmetrisch. Die Frage ist warum?
Zirkular polarisiertes Licht ist ein Eigenzustand des Drehimpulses. Der Drehimpuls ist unter Zeitumkehr ungerade (weil X × P Ist).
Danke, ich habe es mit Licht verstanden. Aber ich verstehe immer noch nicht, wie es funktioniert, wenn die doppelte Entartung der Ebene durch Zeitumkehrsymmetrie in dieser Art von Material geschützt wird, das in der Arbeit beschrieben wird. Hat jedes Material ein solches doppelt entartetes Energieniveau oder ist es ein spezifisches Merkmal von 2D-Übergangsmetalldichalkogeniden?
Es ist ein sehr allgemeines Ergebnis: en.wikipedia.org/wiki/Kramers_theorem

Antworten (1)

Der Satz von Kramer ist ein sehr allgemeines Ergebnis, dass in fermionischen Systemen mit Zeitumkehrsymmetrie die Energieniveaus mindestens doppelt entartet sind.

Zirkular polarisiertes Licht ist ein Eigenzustand des Drehimpulses. Der Drehimpuls ist ungerade unter Zeitumkehr ( T ), seit X × P ist ein Drehimpuls und P ↦ − P unter T .

Deshalb T macht aus linkszirkular polarisiertem Licht rechtszirkular polarisiertes Licht und umgekehrt. Ein Hamiltonoperator, der ein externes zirkular polarisiertes Feld enthält, ist es also nicht T -invariant, und der Satz von Kramers gilt nicht.

Warum bricht zirkular polarisiertes Licht die Zeitumkehrsymmetrie?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v