Extensiones a la teoría semiclásica estándar de la susceptibilidad eléctrica

Abstract

RESUMEN: La teoría semiclásica de la susceptibilidad eléctrica permite calcular las formas funcionales de la respuesta eléctrica de los materiales ante la luz. En este trabajo mostramos cómo generalizar esa teoría, tanto en el marco semiclásico, en el que la materia se trata cuánticamente pero el campo eléctrico se trata clásicamente, como en el marco completamente cuántico, en el que materia y radiación se tratan cuánticamente. El método empleado es general y puede aplicarse a susceptibilidades de cualquier orden, aunque, por concreción, lo aplicamos solo a susceptibilidades de primer y segundo orden. Esas generalizaciones dan origen a nuevas formas funcionales de las susceptibilidades eléctricas que permiten predecir nuevos fenómenos, y replantearnos ideas ampliamente aceptadas en la óptica, ampliando incluso el concepto de índice de refracción. Dentro de las predicciones que se derivan de estas expresiones más generales para las susceptibilidades eléctricas, las más notables son: a) que las susceptibilidades de orden par no necesariamente son nulas en materiales centrosimétricos, b) que las susceptibilidades y por tanto el índice de refracción, dependen no solo de las propiedades de la materia, sino del estado de la luz. Finalmente, este trabajo establece límites a la aplicabilidad de la teoría semiclásica estándar de la susceptibilidad eléctrica y propone un experimento para verificar la predicción relativa a las susceptibilidades de orden par.