¿Por qué la luz polarizada circularmente rompe la simetría de inversión del tiempo?

He encontrado un artículo interesante sobre materiales 2D donde los autores usan luz polarizada circularmente para romper la simetría de inversión de tiempo para dividir los niveles de energía.

Aquí puedes encontrar el papel:

Efecto Stark óptico selectivo valle en monocapa WS2. EJ Sie et al. Materiales de la naturaleza 14 , 290 (2015) , arXiv:1407.1825 .

Mi primera pregunta es, ¿por qué la degeneración de niveles mencionada en el documento está bloqueada por la simetría de inversión del tiempo?

La segunda pregunta es, ¿por qué la luz polarizada circularmente rompe la simetría de inversión del tiempo?

Me gustaría tener una breve explicación física, tal vez, con algunas breves matemáticas involucradas.

Bueno, ¿en qué se convierte la luz polarizada circularmente después de la inversión del tiempo?
Bueno, supongo que se convertiría en la misma luz polarizada circularmente viajando en la dirección opuesta, ¿verdad? Sin embargo, ¿cómo puede ayudar a abordar mi pregunta?
Estoy pensando más en que cambia de luz polarizada en sentido horario a antihorario, lo que podría interactuar de manera diferente con algunos estados, por lo que un sistema que interactúa con luz que solo está polarizada en una dirección circular no es simétrico en inversión de tiempo.
sí, pero en el documento se dice que el sistema es inicialmente simétrico con inversión de tiempo y que la luz polarizada circularmente rompe esta simetría en el material. Entonces, cuando la luz polirizada circularmente interactúa con el sistema descrito en el documento, el sistema ya no es simétrico bajo el procedimiento de inversión de tiempo. La pregunta es ¿por qué?
La luz polarizada circularmente es un estado propio del momento angular. El momento angular es impar bajo inversión de tiempo (porque X × pag es).
Gracias, lo entendí sobre la luz. Pero todavía no entiendo cómo funciona cuando la doble degeneración del nivel está protegida por simetría de inversión de tiempo en ese tipo de material descrito en el artículo. ¿Todos los materiales tienen ese tipo de nivel de energía de doble degeneración o es una característica específica de los dicalcogenuros de metales de transición 2D?
Es un resultado muy general: en.wikipedia.org/wiki/Kramers_theorem

Respuestas (1)

El teorema de Kramers es un resultado muy general de que en los sistemas fermiónicos con simetría de inversión de tiempo, los niveles de energía son al menos el doble de degenerados.

La luz polarizada circularmente es un estado propio del momento angular. El momento angular es impar bajo inversión de tiempo ( T ), desde X × pag es un momento angular y pag ↦ − pag bajo T .

Por lo tanto T convierte la luz polarizada circular izquierda en luz polarizada circular derecha y viceversa. Por lo tanto, un hamiltoniano que contenga un campo polarizado circular externo no es T -invariante, y el teorema de Kramers no se aplica.

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