Numéro
J. Phys. France
Volume 48, Numéro 8, août 1987
Page(s) 1247 - 1250
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:019870048080124700
J. Phys. France 48, 1247-1250 (1987)
DOI: 10.1051/jphys:019870048080124700

Gauge invariance and photon emission from ground state atoms in the presence of external electromagnetic field

A. Maquet1 et N.K. Rahman2

1  Laboratoire de Chimie Physique, Université Pierre et Marie Curie, 11, rue Pierre et Marie Curie, 75231 Paris, France
2  Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Sezione Chimica Fisica, Università di Pisa, via Risorgimento 35, 56100 Pisa, Italy


Abstract
The relevance of gauge invariance in considering the question of emission of photons in the presence of external electromagnetic field from the ground state of quantum mechanical systems is studied. With an exact numerical calculation for atomic hydrogen, it is shown that the photons cannot be unequivocally assigned to have been emitted from the ground state due to the invariance of gauge of the probability for the process.


Résumé
L'importance de l'invariance de jauge en ce qui concerne l'émission de photons par un système quantique dans l'état fondamental, en présence d'un champ électromagnétique extérieur, est discutée. En se basant sur un calcul numérique exact dans l'hydrogène, il est montré que l'origine de l'émission des photons ne peut être attribuée de manière univoque à l'état fondamental en raison des propriétés d'invariance de jauge de la probabilité associée au processus.

PACS
3280 - Photon interactions with atoms.
3290 - Other topics in atomic properties and interactions of atoms with photons.

Key words
gauge field theory -- Raman spectra -- superradiance