Die Erklärungen der stimulierten Emission, die ich gefunden habe, beschreiben das Phänomen alle mit Begriffen der nicht-relativistischen Quantenmechanik. Wie könnte man das in einer Feldtheorie wie QED beschreiben? Könnten Sie insbesondere sagen, dass die stimulierte Emission auf Baumebene auftritt?
oder ist das ein ganz anderes phänomen? Wenn das obige Diagramm die stimulierte Emission richtig beschreibt, wäre der Absolutwert im Quadrat dieses Diagramms gleich oder proportional zum Einstein-Koeffizienten ?
Abschnitt 4.1.3 des QFT-Buchs von Itzykson & Zuber aus dem Jahr 1980 enthält eine Diskussion der stimulierten Emission für ein quantisiertes elektromagnetisches Feld, das mit einer klassischen Quelle wechselwirkt. Dies ist jedoch keine vollständige QED-Behandlung, da Materie klassisch behandelt wird.
Stimulierte Emission in voller QED kann nur im Zusammenhang mit gebundenen Zuständen oder langlebiger Resonanz untersucht werden. Gebundene Zustände und Resonanzen werden in Lehrbüchern normalerweise nicht gut beschrieben. Kapitel 10 des QFT-Buchs von Itzykson & Zuber aus dem Jahr 1980 enthält eine Diskussion der Bethe-Salpeter-Gleichung für gebundene Zustände. Weinbergs QFT-Abhandlung von 1995 behandelt gebundene Zustände in Kapitel 14 von Band 1 und leitet die Dirac-Gleichung ab (von der man wie von Ihnen beschrieben ausgeht). Auf S.560 bemerkt er: „Es muss gesagt werden, dass die Theorie relativistischer Effekte und Strahlungskorrekturen in gebundenen Zuständen noch nicht in ganz zufriedenstellender Form ist.“ Dies ist ein Euphemismus für „... ist immer noch ein wenig verstandenes Durcheinander ''. Siehe auch https://physics.stackexchange.com/a/27623/7924
Heute, 23 Jahre später, ist es nicht viel besser. Wahrscheinlich liegt der Hauptgrund darin, dass ehrgeizige Menschen es vorziehen, an großartigen Projekten zu arbeiten, die möglicherweise einen zukünftigen Nobelpreis verdienen, anstatt alte Sachen auf befriedigendere Weise neu zu machen.
Mehr Hintergrund: Effektive Feldtheorien für QED-gebundene Zustände werden von Labelle 1998 diskutiert (Preprint unter https://arxiv.org/abs/hep-ph/9608491 ). Für QCD wird ein Dyson-Schwinger-Ansatz (zu QCD) von Roberts und Williams in einem Artikel von 1994 untersucht (Vorabdruck unter https://arxiv.org/abs/hep-ph/9403224 ), und ein semiklassischer Ansatz von Hoyer wird diskutiert in einem Artikel von 2011 unter https://arxiv.org/abs/1106.1420 und (auf Baumebene) in einem Artikel von 2016 unter https://arxiv.org/abs/1605.01532 .
Peter Diehr
David C.
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Erschöpfend