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Local-Field Corrections as a Regularization Method for the Spin-Boson Model

机译：局部场校正作为自旋玻色子模型的正则化方法

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摘要

The decoherence rate of a ‘central spin’ in a bosonic bath of magnetic fluctuations is computed using the spin-boson model. The magnetic fluctuations are treated in a fully quantum mechanical way by using the macroscopic quantum electrodynamics formalism and are expressed in terms of the classical electromagnetic Green’s function of the system. The resulting frequency integral formally diverges but it can be regularized by applying real-cavity, local-field corrections to the location of the ‘central spin’. This results in a cut-off function in terms of the magnetic permeability of the background material that leads to convergence at both high and low frequencies. This cut-off function appears naturally from the formalism and thus removes the need to rely on ad-hoc arguments to justify the form of the cut-off function. Furthermore, the magnetic permeability and the nature of interactions in quantum electrodynamics illuminate the connection between the two main models of ‘central spin’ decoherence, the spin-boson model and the spin-bath model, demonstrating how the two very different models are able to correctly model the same underlying physics.
机译：使用自旋玻色子模型可以计算出在磁起伏的玻色子浴中“中心自旋”的去相干率。通过使用宏观量子电动力学形式论，以完全量子力学的方式处理磁涨落，并以系统的经典电磁格林函数表示。产生的频率积分形式上会发散，但可以通过对“中心自旋”的位置应用实腔局部场校正来使其正规化。在背景材料的磁导率方面，这导致了截止功能，导致高频和低频下的会聚。该截止函数从形式主义中自然而然地出现，因此无需依赖临时参数来证明截止函数的形式是正确的。此外，磁导率和量子电动力学中相互作用的性质阐明了“中心自旋”退相干的两个主要模型，自旋玻色子模型和自旋浴模型之间的联系，证明了这两个截然不同的模型如何能够正确地为相同的基础物理建模。

著录项

  • 期刊名称 Scientific Reports
  • 作者

    J. A. Crosse;

  • 作者单位
  • 年(卷),期 -1(9),-1
  • 年度 -1
  • 页码 5216
  • 总页数 8
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种
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