Thermodynamic fluctuations of electromagnetic field in slightly absorbing media

Abstract

A theory of thermodynamic fluctuations of electromagnetic field in slightly absorbing media is developed using the quantum electrodynamics – method of Γ -operators – without phenomenology. The hypothesis offered by Yury L. Klimontovich is under consideration. The necessity of correct consideration of photon-photon correlation functions is shown. The results are compared with the ones obtained with the help of standard theory based upon fluctuation-dissipation theorem (FDT). The latter results are shown to have no field of application at least for the case of thermally excited media of the atoms described with two-level model.

Розвинуто теорію термодинамічних флуктуацій електромагнітного поля в слабо адсорбуючому середовищі на основі квантової електродинаміки (метод Γ -операторів) без використання феноменології. Розглядається гіпотеза, запропонована Ю.Л. Климонтовичем. Показана необхідність коректного врахуваня фотон-фотонної кореляційної функції. Результати порівнюються з отриманими в рамках стандартної теорії, що грунтується на флуктуаційно-дисипаційній теоремі. Показано, що результати стандартної теорії не можуть бути застосованими, принаймні, у випадку термічно активованого середовища атомів, що описуються двохрівневою моделлю.