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blobc0f720318254ef16bc3f7fe77c2070a21278d185
1 #LyX 2.0 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
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68 \newcommand{\ket}[1]{\left|#1\right\rangle }
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73 \newcommand{\bra}[1]{\left\langle #1\right|}
74 \end_inset
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79 \begin_inset FormulaMacro
80 \newcommand{\vect}[1]{\mathbf{\boldsymbol{#1}}}
81 {\boldsymbol{\mathbf{#1}}}
82 \end_inset
85 \begin_inset FormulaMacro
86 \newcommand{\uvec}[1]{\mathbf{\boldsymbol{\hat{#1}}}}
87 {\boldsymbol{\hat{\mathbf{#1}}}}
88 \end_inset
91 \begin_inset FormulaMacro
92 \newcommand{\ud}{\mathrm{d}}
93 \end_inset
96 \end_layout
98 \begin_layout Title
99 Technical notes on quantum electromagnetic multiple scattering
100 \end_layout
102 \begin_layout Author
103 Marek Nečada
104 \end_layout
106 \begin_layout Affiliation
107 COMP Centre of Excellence, Department of Applied Physics, Aalto University,
108  P.O.
109  Box 15100, Fi-00076 Aalto, Finland
110 \end_layout
112 \begin_layout Date
113 \begin_inset ERT
114 status open
116 \begin_layout Plain Layout
119 \backslash
120 today
121 \end_layout
123 \end_inset
126 \end_layout
128 \begin_layout Abstract
131 \end_layout
133 \begin_layout Section
134 Theory of quantum electromagnetic multiple scattering
135 \end_layout
137 \begin_layout Subsection
138 Incoherent pumping
139 \end_layout
141 \begin_layout Standard
143  Wubs 
144 \begin_inset CommandInset citation
145 LatexCommand cite
146 key "wubs_multiple-scattering_2004"
148 \end_inset
150 , Delga 
151 \begin_inset CommandInset citation
152 LatexCommand cite
153 key "delga_quantum_2014,delga_theory_2014"
155 \end_inset
158 \end_layout
160 \begin_layout Subsection
161 General initial states
162 \end_layout
164 \begin_layout Standard
165 Look at 
166 \begin_inset CommandInset citation
167 LatexCommand cite
168 key "landau_computational_2015"
170 \end_inset
172  for an inspiration for solving the LS equation with an arbitrary initial
173  state.
174 \end_layout
176 \begin_layout Section
177 Computing classical Green's functions
178 \end_layout
180 \begin_layout Standard
181 The formulae below might differ depending on the conventions used by various
182  authors.
183  For instance, Taylor 
184 \begin_inset CommandInset citation
185 LatexCommand cite
186 key "taylor_optical_2011"
188 \end_inset
190  uses normalized spherical wavefunctions 
191 \begin_inset Formula $\widetilde{\vect M}_{mn}^{(j)},\widetilde{\vect N}_{mn}^{(j)}$
192 \end_inset
194  which are designed in a way that avoids float number overflow of some of
195  the variables during the numerical calculation.
196 \end_layout
198 \begin_layout Standard
199 Beware of various conventions in definitions of Legendre functions etc.
200  (the implementation in py-gmm differs, for example, by a factor of 
201 \begin_inset Formula $(-1)^{m}$
202 \end_inset
204  from scipy.special.lpmn.
205  I think this is also the reason that lead to the 
206 \begin_inset Quotes eld
207 \end_inset
209 wrong
210 \begin_inset Quotes erd
211 \end_inset
213  signs in the addition coefficients in my code compared to 
214 \begin_inset CommandInset citation
215 LatexCommand cite
216 key "xu_calculation_1996"
218 \end_inset
221 \end_layout
223 \begin_layout Subsection
224 T-Matrix method
225 \end_layout
227 \begin_layout Subsubsection
228 VSWF decomposition
229 \end_layout
231 \begin_layout Standard
232 Expressions for VSWF in Xu 
233 \begin_inset CommandInset citation
234 LatexCommand cite
235 after "(2)"
236 key "xu_electromagnetic_1995"
238 \end_inset
241 \end_layout
243 \begin_layout Standard
244 \begin_inset Formula 
245 \begin{eqnarray}
246 \vect M_{mn}^{(J)} & = & \left(i\uvec{\theta}\pi_{mn}(\cos\theta)-\uvec{\phi}\tau_{mn}(\cos\theta)\right)z_{n}^{(J)}(kr)e^{im\phi},\nonumber \\
247 \vect N_{mn}^{(J)} & = & \uvec rn(n+1)P_{n}^{m}(\cos\theta)\frac{z_{n}^{(J)}(kr)}{kr}e^{im\phi}\label{eq:vswf}\\
248  &  & +\left(\uvec{\theta}\tau_{mn}(\cos\theta)+i\uvec{\phi}\pi_{mn}(\cos\theta)\right)\nonumber \\
249  &  & \phantom{+}\times\frac{1}{kr}\frac{\ud\left(rz_{n}^{(J)}(kr)\right)}{\ud r}e^{im\phi},\nonumber \\
250  & = & ...\nonumber 
251 \end{eqnarray}
253 \end_inset
255 where 
256 \begin_inset Formula $z_{n}^{(J)}$
257 \end_inset
259  denotes 
260 \begin_inset Formula $j_{n},y_{n},h_{n}^{+},h_{n}^{-}$
261 \end_inset
263  for 
264 \begin_inset Formula $J=1,2,3,4$
265 \end_inset
267 , respectively, and
268 \begin_inset Formula 
269 \begin{eqnarray*}
270 \pi_{mn}(\cos\theta) & = & \frac{m}{\sin\theta}P_{n}^{m}(\cos\theta),\\
271 \tau_{mn}(\cos\theta) & = & \frac{\ud P_{n}^{m}(\cos\theta)}{\ud\theta}=-\sin\theta\frac{\ud P_{n}^{m}(\cos\theta)}{\ud\cos\theta}.
272 \end{eqnarray*}
274 \end_inset
276 The expressions for 
277 \begin_inset Formula $\vect M_{mn}^{(J)},\vect N_{mn}^{(J)}$
278 \end_inset
280  are dimensionless.
281 \end_layout
283 \begin_layout Standard
285 \emph on
286 Note about the case 
287 \begin_inset Formula $\theta\to0,\pi$
288 \end_inset
291 \emph default
292  There is a divergent 
293 \begin_inset Formula $1/\sin\theta$
294 \end_inset
296  factor in the 
297 \begin_inset Formula $\pi_{mn}(\cos\theta)$
298 \end_inset
300  function.
301  For 
302 \begin_inset Formula $m=0$
303 \end_inset
305 , it is irrelevant because of the 
306 \begin_inset Formula $m$
307 \end_inset
309  factor (it would be bad otherwise, because 
310 \begin_inset Formula $P_{n}^{0}(\cos\theta)$
311 \end_inset
313  does not go to zero at 
314 \begin_inset Formula $\theta\to0,\pi$
315 \end_inset
318  For 
319 \begin_inset Formula $\left|m\right|\ge2$
320 \end_inset
323 \begin_inset Formula $P_{n}^{m}(x)$
324 \end_inset
326  behaves as 
327 \begin_inset Formula $o(x+1),o(x-1)$
328 \end_inset
330  at 
331 \begin_inset Formula $-1,1$
332 \end_inset
334 , so 
335 \begin_inset Formula $P_{n}^{m}(\cos\theta)$
336 \end_inset
338  goes like 
339 \begin_inset Formula $o(\theta^{2}),o\left((\theta-\pi)^{2}\right)$
340 \end_inset
342  at 
343 \begin_inset Formula $0,\pi$
344 \end_inset
346 , which safely eliminates the divergent factor.
347  However, for 
348 \begin_inset Formula $\left|m\right|=1$
349 \end_inset
351 , the whole expression 
352 \begin_inset Formula $P_{n}^{m}(\cos\theta)/\sin\theta$
353 \end_inset
355  has a finite nonzero limit for 
356 \begin_inset Formula $\theta\to0,\pi$
357 \end_inset
360  According to Mathematica (for 
361 \begin_inset Formula $\theta\to\pi,$
362 \end_inset
364  Mathematica does not work well, but it can be derived from the 
365 \begin_inset Formula $\theta\to0$
366 \end_inset
368  case and oddness/evenness).
370 \begin_inset Formula 
371 \begin{eqnarray*}
372 \lim_{\theta\to0}\frac{P_{n}^{1}(\cos\theta)}{\sin\theta} & = & -\frac{1}{2}n(1+n),\qquad\lim_{\theta\to0}\frac{P_{n}^{-1}(\cos\theta)}{\sin\theta}=\frac{1}{2},\\
373 \lim_{\theta\to\pi}\frac{P_{n}^{1}(\cos\theta)}{\sin\theta} & = & \frac{\left(-1\right)^{n}}{2}n(1+n),\qquad\lim_{\theta\to\pi}\frac{P_{n}^{-1}(\cos\theta)}{\sin\theta}=\frac{\left(-1\right)^{n+1}}{2}.
374 \end{eqnarray*}
376 \end_inset
378 NOT COMPLETELY SURE ABOUT THE SIGN/NORMALIZATION CONVENTION HERE.
379  IT HAS TO BE CHECKED.
380 \end_layout
382 \begin_layout Standard
383 Expansions for the scattered fields are
384 \begin_inset CommandInset citation
385 LatexCommand cite
386 after "(4)"
387 key "xu_electromagnetic_1995"
389 \end_inset
392 \begin_inset Formula 
393 \begin{eqnarray*}
394 \vect E_{s}(j) & = & \sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}iE_{mn}\left[a_{mn}^{j}\vect N_{mn}^{(3)}+b_{mn}^{j}\vect M_{mn}^{(3)}\right],\\
395 \vect H_{s}(j) & = & \frac{k}{\omega\mu}\sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}E_{mn}\left[b_{mn}^{j}\vect N_{mn}^{(3)}+a_{mn}^{j}\vect M_{mn}^{(3)}\right].
396 \end{eqnarray*}
398 \end_inset
400 These expansions should be OK in SI units (take the Fourier transform of
402 \begin_inset Formula $\nabla\times\vect E=-\partial\vect B/\partial t$
403 \end_inset
405  and 
406 \begin_inset Formula $\vect B=\mu\vect H$
407 \end_inset
410  For internal field of a sphere, the (regular-wave) expansion reads
411 \begin_inset Formula 
412 \begin{eqnarray*}
413 \vect E_{I}(j) & = & -\sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}iE_{mn}\left[d_{mn}^{j}\vect N_{mn}^{(1)}+c_{mn}^{j}\vect M_{mn}^{(1)}\right],\\
414 \vect H_{I}(j) & = & -\frac{k}{\omega\mu}\sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}E_{mn}\left[c_{mn}^{j}\vect N_{mn}^{(1)}+d_{mn}^{j}\vect M_{mn}^{(1)}\right]
415 \end{eqnarray*}
417 \end_inset
419 (note the minus sign; I am not sure about its role) and the incident field
420  (incl.
421  field from the other scatterers) is assumed to have the same regular-wave
422  form
423 \begin_inset Formula 
424 \begin{eqnarray*}
425 \vect E_{i}(j) & = & -\sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}iE_{mn}\left[p_{mn}^{j}\vect N_{mn}^{(1)}+q_{mn}^{j}\vect M_{mn}^{(1)}\right],\\
426 \vect H_{i}(j) & = & -\frac{k}{\omega\mu}\sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}E_{mn}\left[q_{mn}^{j}\vect N_{mn}^{(1)}+p_{mn}^{j}\vect M_{mn}^{(1)}\right].
427 \end{eqnarray*}
429 \end_inset
431 Note that 
432 \begin_inset Formula $k/\omega\mu=\sqrt{\varepsilon_{r}\varepsilon_{0}/\mu_{r}\mu_{0}}=1/\eta_{r}\eta_{0}.$
433 \end_inset
435  The 
436 \begin_inset Quotes eld
437 \end_inset
439 factor
440 \begin_inset Quotes erd
441 \end_inset
444 \begin_inset Formula $H/E$
445 \end_inset
447  is thus 
448 \begin_inset Formula $-ik/\omega\mu=-i\sqrt{\varepsilon_{r}\varepsilon_{0}/\mu_{r}\mu_{0}}$
449 \end_inset
451 , which is important in determining the Mie coefficients.
452 \end_layout
454 \begin_layout Standard
455 The common multipole-dependent factor is given by
456 \begin_inset Formula 
458 E_{mn}=\left|E_{0}\right|i^{n}(2n+1)\frac{\left(n-m\right)!}{\left(n+m\right)!}
461 \end_inset
463 which 
464 \begin_inset Quotes eld
465 \end_inset
467 is desired for keeping the formulation of the multisphere scattering theory
468  consistent with that of the Mie theory.
469  It ensures that all the expressions in the multisphere theory turn out
470  to be identical to those in the Mie theory when one is dealing with a cluster
471  containing only one sphere and illuminated by a single plane wave
472 \begin_inset Quotes erd
473 \end_inset
476  (According to Bohren&Huffman 
477 \begin_inset CommandInset citation
478 LatexCommand cite
479 after "(4.37)"
480 key "bohren_absorption_1983"
482 \end_inset
484 , the decomposition of a plane wave reads
485 \begin_inset Formula 
487 \vect E=E_{0}\sum_{n=1}^{\infty}i^{n}\frac{2n+1}{n(n+1)}\left(\vect M_{o1n}^{(1)}-i\vect N_{e1n}^{(1)}\right),
490 \end_inset
492 where the even/odd VSWF and 
493 \begin_inset Formula $m\ge0$
494 \end_inset
496  convention is used.)
497 \end_layout
499 \begin_layout Standard
501 \emph on
502 It should be possible to just take it away and the abovementioned expansions
503  are still consistent, are they not?
504 \end_layout
506 \begin_layout Standard
507 In 
508 \begin_inset CommandInset citation
509 LatexCommand cite
510 after "sec. 4A"
511 key "xu_electromagnetic_1995"
513 \end_inset
515 , there are formulae for translation of the plane wave between VSWF with
516  different origins.
517 \end_layout
519 \begin_layout Standard
521 \end_layout
523 \begin_layout Subsubsection
524 Mie scattering
525 \end_layout
527 \begin_layout Standard
528 For the exact form of the coefficients following from the boundary conditions
529  on the spherical surface, cf.
531 \begin_inset CommandInset citation
532 LatexCommand cite
533 after "(12–13)"
534 key "xu_electromagnetic_1995"
536 \end_inset
539  For the particular case of spherical nanoparticle, it is important that
540  they can be written as 
541 \begin_inset CommandInset citation
542 LatexCommand cite
543 after "(14–15)"
544 key "xu_electromagnetic_1995"
546 \end_inset
549 \begin_inset Formula 
550 \begin{alignat*}{1}
551 a_{mn}^{j} & =R_{n}^{V}p_{mn}^{j},\quad b_{mn}^{j}=R_{n}^{H}q_{mn}^{j},\\
552 c_{mn}^{j} & =T_{n}^{H}q_{mn}^{j},\quad d_{mn}^{j}=T_{n}^{V}p_{mn}^{j},
553 \end{alignat*}
555 \end_inset
557 in other words, the Mie coefficients do not depend on 
558 \begin_inset Formula $m$
559 \end_inset
561  but solely on 
562 \begin_inset Formula $n$
563 \end_inset
565  (which is not surprising and probably follows from the Wigner-Eckart theorem).
566 \end_layout
568 \begin_layout Standard
569 Respecting the conventions for decomposition in the previous section (i.e.
570  there is opposite sign in the scattered part), the reflection and 
571 \begin_inset Quotes eld
572 \end_inset
574 transmission
575 \begin_inset Quotes erd
576 \end_inset
578  coefficients become (adopted from 
579 \begin_inset CommandInset citation
580 LatexCommand cite
581 after "(4.52--53)"
582 key "bohren_absorption_1983"
584 \end_inset
587 \begin_inset Formula 
588 \begin{eqnarray*}
589 R_{n}^{V} & =\frac{a_{n}}{p_{n}}= & \frac{\mu_{e}m^{2}z^{i}ž^{e}-\mu_{i}z^{e}ž^{i}}{\mu_{e}m^{2}z^{i}ž^{s}-\mu_{i}z^{s}ž^{i}}\\
590 R_{n}^{H} & =\frac{b_{n}}{q_{n}}= & \frac{\mu_{i}z^{i}ž^{e}-\mu_{e}z^{e}ž^{i}}{\mu_{i}z^{i}ž^{s}-\mu_{e}z^{s}ž^{i}}\\
591 T_{n}^{V} & =\frac{d_{n}}{p_{n}}= & \frac{\mu_{i}mz^{e}ž^{s}-\mu_{i}mz^{s}ž^{e}}{\mu_{e}m^{2}z^{i}ž^{s}-\mu_{i}z^{s}ž^{i}}\\
592 T_{n}^{H} & =\frac{c_{n}}{q_{n}}= & \frac{\mu_{i}z^{e}ž^{s}-\mu_{i}z^{s}ž^{e}}{\mu_{i}z^{i}ž^{s}-\mu_{e}z^{s}ž^{i}}
593 \end{eqnarray*}
595 \end_inset
597 where 
598 \begin_inset Formula $\mu_{i}|\mu_{e}$
599 \end_inset
601  is (absolute) permeability of the sphere|envinronment, 
602 \begin_inset Formula $m=k_{i}/k_{e}=\sqrt{\mu_{i}\varepsilon_{i}/\mu_{e}\varepsilon_{e}}$
603 \end_inset
605 , and
606 \begin_inset Formula 
607 \begin{eqnarray*}
608 z^{i} & = & z_{n}^{(J_{i}=1)}(k_{i}R)=j_{n}(k_{i}R),\\
609 z^{e} & = & z_{n}^{(J_{e})}(k_{e}R),\\
610 z^{s} & = & z_{n}^{(J_{s})}(k_{e}R),\\
611 ž^{i/e/s} & = & \frac{\ud(k_{i/e/e}R\cdot z_{n}^{(J_{i/e/e})}(k_{i/e/e}R)}{\ud(k_{i/e/e}R)}.
612 \end{eqnarray*}
614 \end_inset
617 \end_layout
619 \begin_layout Subsubsection
620 Translation coefficients
621 \end_layout
623 \begin_layout Standard
624 A quite detailed study can be found in 
625 \begin_inset CommandInset citation
626 LatexCommand cite
627 key "xu_calculation_1996"
629 \end_inset
631 , I have not read the recenter one 
632 \begin_inset CommandInset citation
633 LatexCommand cite
634 key "xu_efficient_1998"
636 \end_inset
638  which deals with efficient evaluation of Wigner 3jm symbols and Gaunt coefficie
639 nts.
641 \end_layout
643 \begin_layout Standard
644 With the VSWF as in 
645 \begin_inset CommandInset ref
646 LatexCommand eqref
647 reference "eq:vswf"
649 \end_inset
651  and translation relations in the form 
652 \begin_inset CommandInset citation
653 LatexCommand cite
654 after "(38,39)"
655 key "xu_calculation_1996"
657 \end_inset
660 \begin_inset Formula 
661 \begin{eqnarray*}
662 \vect M_{\mu\nu}^{(J)l} & = & \sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}\left[A_{mn}^{\mu\nu}\vect M_{mn}^{(1)j}+B_{mn}^{\mu\nu}\vect N_{mn}^{(1)j}\right],\quad r\le d_{lj},\\
663 \vect N_{\mu\nu}^{(J)l} & = & \sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}\left[B_{mn}^{\mu\nu}\vect M_{mn}^{(1)j}+A_{mn}^{\mu\nu}\vect N_{mn}^{(1)j}\right],\quad r\le d_{lj},\\
664 \vect M_{\mu\nu}^{(J)l} & = & \sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}\left[A_{mn}^{\mu\nu}\vect M_{mn}^{(J)j}+B_{mn}^{\mu\nu}\vect N_{mn}^{(J)j}\right],\quad r\ge d_{lj},\\
665 \vect N_{\mu\nu}^{(J)l} & = & \sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=-n}^{n}\left[B_{mn}^{\mu\nu}\vect M_{mn}^{(J)j}+A_{mn}^{\mu\nu}\vect N_{mn}^{(J)j}\right],\quad r\ge d_{lj},
666 \end{eqnarray*}
668 \end_inset
670 the translation coefficients (which should in fact be also labeled with
671  their origin indices 
672 \begin_inset Formula $l,j$
673 \end_inset
675 ) are 
676 \begin_inset CommandInset citation
677 LatexCommand cite
678 after "(82,83)"
679 key "xu_calculation_1996"
681 \end_inset
684 \end_layout
686 \begin_layout Standard
687 \begin_inset Formula 
688 \begin{multline*}
689 A_{mn}^{\mu\nu}=\\
690 \frac{(-1)^{m}i^{\nu+n}(n+2)_{n-1}\left(\nu+2\right)_{\nu+1}(n+\nu+m-\mu)!}{4n(n+\nu+1)_{n+\nu}(n-m)!(\nu+m)!}\\
691 \times e^{i(\mu-m)\phi_{lj}}\sum_{q=0}^{q_{\mathrm{max}}}(-1)^{q}\left[n(n+1)+\nu(\nu+1)-p(p+1)\right]\\
692 \times\tilde{a}_{1q}\begin{pmatrix}z_{p}^{(J)}(kd_{lj})\\
693 j_{p}(kd_{lj})
694 \end{pmatrix}P_{p}^{\mu-m}(\cos\theta_{lj}),\qquad\begin{pmatrix}r\le d_{lj}\\
695 r\ge d_{lj}
696 \end{pmatrix};
697 \end{multline*}
699 \end_inset
702 \begin_inset Formula 
703 \begin{multline*}
704 B_{mn}^{\mu\nu}=\\
705 \frac{(-1)^{m}i^{\nu+n+1}(n+2)_{n+1}\left(\nu+2\right)_{\nu+1}(n+\nu+m-\mu+1)!}{4n(n+1)(n+m+1)(n+\nu+2)_{n+\nu+1}(n-m)!(\nu+m)!}\\
706 \times e^{i(\mu-m)\phi_{lj}}\sum_{q=0}^{Q_{\mathrm{max}}}(-1)^{q}\Big\{2(n+1)(\nu-\mu)\tilde{a}_{2q}-\\
707 -\left[p(p+3)-\nu(\nu+1)-n(n+3)-2\mu(n+1)\right]\tilde{a}_{3q}\Big\}\\
708 \times\begin{pmatrix}z_{p+1}^{(J)}(kd_{lj})\\
709 j_{p+1}(kd_{lj})
710 \end{pmatrix}P_{p+1}^{\mu-m}(\cos\theta_{lj}),\qquad\begin{pmatrix}r\le d_{lj}\\
711 r\ge d_{lj}
712 \end{pmatrix};
713 \end{multline*}
715 \end_inset
717 where 
718 \begin_inset CommandInset citation
719 LatexCommand cite
720 after "(79,80)"
721 key "xu_calculation_1996"
723 \end_inset
726 \begin_inset Formula 
727 \begin{eqnarray*}
728 \tilde{a}_{1q} & = & a(-m,n,\mu,\nu,n+\nu-2q)/a(-m,n,\mu,\nu,n+\nu),\\
729 \tilde{a}_{2q} & = & a(-m-1,n+1,\mu+1,\nu,n+\nu+1-2q)/\\
730  &  & /a(-m-1,n+1,\mu+1,\nu,n+\nu+1),\\
731 \tilde{a}_{3q} & = & a(-m,n+1,\mu,\nu,n+\nu+1-2q)/\\
732  &  & /a(-m,n+1,\mu,\nu,\mu+\nu+1),
733 \end{eqnarray*}
735 \end_inset
738 \begin_inset Formula 
739 \begin{eqnarray*}
740 p & = & n+\nu-2q\\
741 q_{\max} & = & \min\left(n,\nu,\frac{n+\nu-\left|m-\mu\right|}{2}\right),\\
742 Q_{\max} & = & \min\left(n+1,\nu,\frac{n+\nu+1-\left|m-\mu\right|}{2}\right),
743 \end{eqnarray*}
745 \end_inset
747 where the parentheses with lower index mean most likely the Pochhammer symbol
748  / 
749 \emph on
750 rising
751 \emph default
752  factorial 
753 \begin_inset Formula 
755 \left(x\right)_{n}=x(x+1)(x+2)\dots(x+n-1)=\frac{(x+n-1)!}{(x-1)!}=\frac{\Gamma(x+n)}{\Gamma(x)},
758 \end_inset
760 which is damn confusing (because this can also mean the falling factorial,
761  cf.
762  Wikipedia); and Xu does not bother explaining the notation 
763 \emph on
764 anywhere
765 \emph default
767  The fact that it is the rising factorial has been checked by comparing
769 \begin_inset Formula $a_{0}$
770 \end_inset
773 \begin_inset CommandInset citation
774 LatexCommand cite
775 after "(78)"
776 key "xu_calculation_1996"
778 \end_inset
780  to some implementation from the internets 
781 \begin_inset Foot
782 status open
784 \begin_layout Plain Layout
786 \family typewriter
787 \begin_inset CommandInset href
788 LatexCommand href
789 name "https://raw.githubusercontent.com/michael-hartmann/gaunt/master/gaunt.py"
790 target "https://raw.githubusercontent.com/michael-hartmann/gaunt/master/gaunt.py"
792 \end_inset
795 \end_layout
797 \end_inset
800 \end_layout
802 \begin_layout Standard
803 The implementation should be checked with 
804 \begin_inset CommandInset citation
805 LatexCommand cite
806 after "Table II"
807 key "xu_calculation_1996"
809 \end_inset
812 \end_layout
814 \begin_layout Subsubsection
815 Equations for the scattering problem
816 \end_layout
818 \begin_layout Standard
819 The linear system for the scattering problem reads 
820 \begin_inset CommandInset citation
821 LatexCommand cite
822 after "(30)"
823 key "xu_electromagnetic_1995"
825 \end_inset
828 \begin_inset Formula 
829 \begin{eqnarray*}
830 a_{mn}^{j} & = & a_{n}^{j}\left\{ p_{mn}^{j,j}-\sum_{l\neq j}^{(1,L)}\sum_{\nu=1}^{\infty}\sum_{\mu=-\nu}^{\nu}\left[a_{\mu\nu}^{l}A_{mn}^{\mu\nu;lj}+b_{\mu\nu}^{l}B_{mn}^{\mu\nu;lj}\right]\right\} \\
831 b_{mn}^{j} & = & b_{n}^{j}\left\{ q_{mn}^{j,j}-\sum_{l\neq j}^{(1,L)}\sum_{\nu=1}^{\infty}\sum_{\mu=-\nu}^{\nu}\left[a_{\mu\nu}^{l}B_{mn}^{\mu\nu;lj}+b_{\mu\nu}^{l}A_{mn}^{\mu\nu;lj}\right]\right\} 
832 \end{eqnarray*}
834 \end_inset
836 where 
837 \begin_inset Formula $p_{mn}^{j,j},q_{mn}^{j,j}$
838 \end_inset
840  are the expansion coefficients of the initial incident waves in the 
841 \begin_inset Formula $j$
842 \end_inset
844 -th particle's coordinate system 
845 \begin_inset CommandInset citation
846 LatexCommand cite
847 after "sec. 4A"
848 key "xu_electromagnetic_1995"
850 \end_inset
854 \emph on
855 TODO expressions for 
856 \begin_inset Formula $p_{mn}^{j,j},q_{mn}^{j,j}$
857 \end_inset
859  in the case of dipole initial wave.
860 \end_layout
862 \begin_layout Subsubsection
863 Solving the linear system
864 \end_layout
866 \begin_layout Standard
867 \begin_inset CommandInset citation
868 LatexCommand cite
869 after "sec. 5"
870 key "xu_electromagnetic_1995"
872 \end_inset
875 \end_layout
877 \begin_layout Subsection
878 T-Matrix resummation (multiple scatterers)
879 \end_layout
881 \begin_layout Subsection
882 Boundary element method
883 \end_layout
885 \begin_layout Subsection
886 BEM→TM
887 \end_layout
889 \begin_layout Standard
891  SCUFF-TMATRIX (
892 \begin_inset CommandInset ref
893 LatexCommand ref
894 reference "sub:SCUFF-TMATRIX"
896 \end_inset
899 \end_layout
901 \begin_layout Section
902 Available software
903 \end_layout
905 \begin_layout Itemize
906 TODO which of them can calculate the VSWF translation coefficients?
907 \end_layout
909 \begin_layout Subsection
910 SCUFF-EM 
911 \begin_inset CommandInset citation
912 LatexCommand cite
913 key "reid_scuff-em_2015"
915 \end_inset
918 \end_layout
920 \begin_layout Subsubsection
922 \family typewriter
923 SCUFF-TMATRIX
924 \family default
926 \begin_inset CommandInset label
927 LatexCommand label
928 name "sub:SCUFF-TMATRIX"
930 \end_inset
933 \end_layout
935 \begin_layout Subsubsection
937 \family typewriter
938 SCUFF-SCATTER
939 \family default
941 \begin_inset CommandInset label
942 LatexCommand label
943 name "sub:SCUFF-SCATTER"
945 \end_inset
948 \end_layout
950 \begin_layout Subsubsection
951 Caveats
952 \end_layout
954 \begin_layout Description
955 Units.
957 \family typewriter
958 SCUFF-SCATTER
959 \family default
960 's Angular frequencies specified using the 
961 \family typewriter
962 --Omega
963 \family default
964  or 
965 \family typewriter
966 --OmegaFile
967 \family default
968  arguments are interpreted in units of 
969 \begin_inset Formula $c/1\,\mathrm{μm}=3\cdot10^{14}\,\mathrm{rad/s}$
970 \end_inset
973 \begin_inset Foot
974 status open
976 \begin_layout Plain Layout
978 \family typewriter
979 \begin_inset CommandInset href
980 LatexCommand href
981 name "http://homerreid.dyndns.org/scuff-EM/scuff-scatter/scuffScatterExamples.shtml"
982 target "http://homerreid.dyndns.org/scuff-EM/scuff-scatter/scuffScatterExamples.shtml"
984 \end_inset
987 \end_layout
989 \end_inset
993 \emph on
994 TODO what are the output units?
995 \end_layout
997 \begin_layout Subsection
998 MSTM 
999 \begin_inset CommandInset citation
1000 LatexCommand cite
1001 key "mackowski_mstm_2013"
1003 \end_inset
1006 \end_layout
1008 \begin_layout Itemize
1009 The incident field is a gaussian beam or a plane wave in the vanilla code
1010  (no multipole radiation as input!).
1011 \end_layout
1013 \begin_layout Itemize
1014 The bulk of the useful code is in the 
1015 \family typewriter
1016 mstm-modules-v3.0.f90
1017 \family default
1018  file.
1019 \end_layout
1021 \begin_layout Itemize
1022 For solving the interaction equations 
1023 \begin_inset CommandInset citation
1024 LatexCommand cite
1025 after "(14)"
1026 key "mackowski_mstm_2013"
1028 \end_inset
1030 , the BCGM (biconjugate gradient method) is used.
1031  (According to Wikipedia, this method is numerically unstable but has a
1032  stabilized version (stabilized BCGM).)
1033 \end_layout
1035 \begin_layout Itemize
1036 According to the manual 
1037 \begin_inset CommandInset citation
1038 LatexCommand cite
1039 after "2.3"
1040 key "mackowski_mstm_2013"
1042 \end_inset
1044 , they use some method (rotational-axial translation decomposition of the
1045  translation operation), which 
1046 \begin_inset Quotes eld
1047 \end_inset
1049 reduces the operation from an 
1050 \begin_inset Formula $L_{S}^{4}$
1051 \end_inset
1053  process to 
1054 \begin_inset Formula $L_{S}^{3}$
1055 \end_inset
1057  process where 
1058 \begin_inset Formula $L_{S}$
1059 \end_inset
1061  is the truncation order of the expansion
1062 \begin_inset Quotes erd
1063 \end_inset
1065  (more details can probably be found at 
1066 \begin_inset CommandInset citation
1067 LatexCommand cite
1068 after "around (68)"
1069 key "mackowski_calculation_1996"
1071 \end_inset
1075 \end_layout
1077 \begin_deeper
1078 \begin_layout Itemize
1080 \emph on
1081 Not sure if this holds also for nonspherical particles, I should either
1082  read carefully 
1083 \emph default
1085 \begin_inset CommandInset citation
1086 LatexCommand cite
1087 key "mackowski_calculation_1996"
1089 \end_inset
1092 \emph on
1093  or look into 
1094 \begin_inset CommandInset citation
1095 LatexCommand cite
1096 key "mishchenko_electromagnetic_2003"
1098 \end_inset
1100  which is also cited in the manual.
1101 \end_layout
1103 \end_deeper
1104 \begin_layout Itemize
1105 By default spheres, it is possible to add own T-Matrix coefficients instead.
1107 \end_layout
1109 \begin_deeper
1110 \begin_layout Itemize
1112 \emph on
1113 Is it then possible to insert a T-Matrix of an arbitrary shape, or is it
1114  somehow limited to 
1115 \begin_inset Quotes eld
1116 \end_inset
1118 spherical-like
1119 \begin_inset Quotes erd
1120 \end_inset
1122  particles?
1123 \end_layout
1125 \end_deeper
1126 \begin_layout Itemize
1127 Why the heck are the T-matrix options listed in the 
1128 \begin_inset Quotes eld
1129 \end_inset
1131 Options for random orientation calculations
1132 \begin_inset Quotes erd
1133 \end_inset
1135 ? Well, it seems that for fixed orientation, it is not possible to specify
1136  the T-matrix, cf.
1137  the description of 
1138 \family typewriter
1139 fixed_or_random_orientation
1140 \family default
1141  option in 
1142 \begin_inset CommandInset citation
1143 LatexCommand cite
1144 after "3.2.3"
1145 key "mackowski_mstm_2013"
1147 \end_inset
1150 \end_layout
1152 \begin_layout Subsubsection
1153 Interesting subroutines
1154 \end_layout
1156 \begin_layout Itemize
1158 \family typewriter
1159 rottranfarfield
1160 \family default
1161 : it states 
1162 \begin_inset Quotes eld
1163 \end_inset
1165 far field formula for outgoing vswf translation
1166 \begin_inset Quotes erd
1167 \end_inset
1170  What is that and how does it differ from whatever else (near field?) formula?
1171 \end_layout
1173 \begin_layout Subsection
1174 py_gmm
1175 \begin_inset CommandInset citation
1176 LatexCommand cite
1177 key "pellegrini_py_gmm_2015"
1179 \end_inset
1182 \end_layout
1184 \begin_layout Itemize
1185 Fortran code, already (partially) pythonized using 
1186 \family typewriter
1187 f2py
1188 \family default
1189  by the authors(?); under GNU GPLv3.
1190  This could save my day.
1191 \end_layout
1193 \begin_layout Itemize
1194 Lots of unnecessary code duplication (see e.g.
1196 \family typewriter
1197 coeff_sp2
1198 \family default
1199  and 
1200 \family typewriter
1201 coeff_sp2_dip
1202 \family default
1203  subroutines).
1204 \end_layout
1206 \begin_layout Itemize
1207 Has comments!!! (Sometimes they are slightly inaccurate due to the copy-pasting,
1208  but it is still one of the most readable FORTRAN codes I have seen.)
1209 \end_layout
1211 \begin_layout Itemize
1212 The subroutines seem not to be bloated with dependencies on static/global
1213  variables, so they should be quite easily reusable.
1214 \end_layout
1216 \begin_layout Itemize
1217 The FORTRAN code was apparently used in 
1218 \begin_inset CommandInset citation
1219 LatexCommand cite
1220 key "pellegrini_interacting_2007"
1222 \end_inset
1225  Uses the multiple-scattering formalism described in 
1226 \begin_inset CommandInset citation
1227 LatexCommand cite
1228 key "xu_efficient_1998"
1230 \end_inset
1233 \end_layout
1235 \begin_layout Subsubsection
1236 Interesting subroutines
1237 \end_layout
1239 \begin_layout Standard
1240 Mie scattering:
1241 \end_layout
1243 \begin_layout Itemize
1245 \family typewriter
1246 coeff_sp2
1247 \family default
1248 : calculation of the Mie scattering coefficients (
1249 \begin_inset Formula $\overline{a}_{n}^{l},\overline{b}_{n}^{l}$
1250 \end_inset
1252  as in 
1253 \begin_inset CommandInset citation
1254 LatexCommand cite
1255 after "(1), (2), \\ldots"
1256 key "pellegrini_py_gmm_2015"
1258 \end_inset
1260 ), for a set of spheres (therefore all the parameters have +1 dimension).
1261 \end_layout
1263 \begin_deeper
1264 \begin_layout Itemize
1265 What does the input parameter 
1266 \family typewriter
1267 v_req
1268 \family default
1270 \emph on
1271 vettore raggi equivalenti
1272 \emph default
1273 ) mean?
1274 \end_layout
1276 \begin_layout Itemize
1277 How do I put in the environment permittivity?
1278 \end_layout
1280 \begin_layout Itemize
1282 \family typewriter
1283 m_epseq
1284 \family default
1285  are real and imaginary parts of the permittivity (which are then transformed
1286  into complex 
1287 \family typewriter
1288 v_epsc
1289 \family default
1291 \end_layout
1293 \begin_layout Itemize
1295 \family typewriter
1296 ref_index
1297 \family default
1298  is the environment refractive index (called 
1299 \family typewriter
1300 n_matrix 
1301 \family default
1302 in the example ipython notebook)
1303 \end_layout
1305 \begin_layout Itemize
1307 \family typewriter
1308 v_req
1309 \family default
1310  are the sphere radii?
1311 \end_layout
1313 \begin_layout Itemize
1315 \family typewriter
1316 nstop
1317 \family default
1318  is the maximum order of the 
1319 \begin_inset Formula $n$
1320 \end_inset
1322 -expansion
1323 \end_layout
1325 \begin_layout Itemize
1327 \family typewriter
1329 \family default
1330  is ns, number of spheres for which the calculation is performed apparently,
1331  it is connected to some 
1332 \begin_inset Quotes eld
1333 \end_inset
1335 dirty hack to interface fortran and python properly
1336 \begin_inset Quotes erd
1337 \end_inset
1339  (cf.
1341 \family typewriter
1342 gmm_f2py_module.f90
1343 \family default
1345 \end_layout
1347 \end_deeper
1348 \begin_layout Section
1349 Implementation / code integration
1350 \end_layout
1352 \begin_layout Standard
1353 There are several scipy functions to compute the Legendre polynomials.
1354  lpmv is ufunc, whereas lpmn is not; lpmn can, however, compute also the
1355  derivatives.
1356  This is a bit annoying, because I have to iterate the positions with a
1357  for loop.
1358 \end_layout
1360 \begin_layout Standard
1361 The default gsl legendre function (gsl_sf_legendre_array) without additional
1362  parameters has opposite sign than the scipy.special.lpmn, and it should contain
1363  the Condon-Shortley phase; thus scipy.special.lpmn probably does NOT include
1364  the CS phase.
1365  But again, this should hopefully play no role.
1366  The overall normalisation, on the other hand, plays huge role.
1367 \end_layout
1369 \begin_layout Subsection
1370 Scattering-Taylor.ipynb
1371 \end_layout
1373 \begin_layout Standard
1374 In the conventions used in the code and the corresponding libraries, the
1375  following symmetries hold for 
1376 \begin_inset Formula $J=1$
1377 \end_inset
1379  (regular wavefunctions):
1380 \begin_inset Formula 
1381 \begin{eqnarray*}
1382 \widetilde{\vect M}_{m,n}^{(1)} & = & (-1)^{m}\widetilde{\vect M}_{-m,n}^{(1)},\\
1383 \widetilde{\vect N}_{m,n}^{(1)} & = & (-1)^{m}\widetilde{\vect N}_{-m,n}^{(1)}.
1384 \end{eqnarray*}
1386 \end_inset
1389 \end_layout
1391 \begin_layout Section
1392 Testing and reproduction of foreign results
1393 \end_layout
1395 \begin_layout Subsection
1396 Delga PRL 
1397 \begin_inset CommandInset citation
1398 LatexCommand cite
1399 key "delga_quantum_2014"
1401 \end_inset
1404 \end_layout
1406 \begin_layout Subsubsection
1407 Parameters
1408 \end_layout
1410 \begin_layout Itemize
1411 Surrounding lossless dielectric 
1412 \series bold
1413 medium
1414 \series default
1415  with permittivity 
1416 \begin_inset Formula $\epsilon_{d}=2.13$
1417 \end_inset
1420 \end_layout
1422 \begin_layout Itemize
1424 \series bold
1425 QEs:
1426 \series default
1427  dipole moment 
1428 \begin_inset Formula $\mu=0.19\, e\cdot\mathrm{nm}=9.12\,\mathrm{D}$
1429 \end_inset
1431 , count 
1432 \begin_inset Formula $N\in\left\{ 1,50,100,200\right\} $
1433 \end_inset
1435 , radial orientation, 
1436 \begin_inset Formula $h=1\,\mathrm{nm}$
1437 \end_inset
1439  above the sphere (except for Fig.
1440  5 where variable), natural frequency 
1441 \begin_inset Formula $\Omega_{n}=\omega_{0}-i\gamma_{\mathrm{QE}}/2,$
1442 \end_inset
1445 \begin_inset Formula $\omega_{0}=$
1446 \end_inset
1448  varies, 
1449 \begin_inset Formula $\gamma_{\mathrm{QE}}=15\,\mathrm{meV}$
1450 \end_inset
1453 \end_layout
1455 \begin_layout Itemize
1457 \series bold
1458 Sphere: 
1459 \end_layout
1461 \begin_deeper
1462 \begin_layout Itemize
1463 radius 
1464 \begin_inset Formula $a=7\,\mathrm{nm}$
1465 \end_inset
1468 \end_layout
1470 \begin_layout Itemize
1471 Drude model 
1472 \begin_inset Formula $\epsilon_{m}(\omega)=\epsilon_{\infty}-\frac{\omega_{p}^{2}}{\omega\left(\omega+i\gamma_{p}\right)}$
1473 \end_inset
1476 \end_layout
1478 \begin_deeper
1479 \begin_layout Itemize
1480 Drude parameters 
1481 \begin_inset Formula $\omega_{p}=9\,\mathrm{eV}$
1482 \end_inset
1485 \begin_inset Formula $\epsilon_{\infty}=4.6$
1486 \end_inset
1489 \begin_inset Formula $\gamma_{p}=0.1\,\mathrm{eV}$
1490 \end_inset
1493 \end_layout
1495 \end_deeper
1496 \begin_layout Itemize
1497 background permittivity 
1498 \begin_inset Formula $\epsilon_{d}(\omega)=2.13$
1499 \end_inset
1502 \end_layout
1504 \begin_layout Itemize
1505 (approximate?; not really a parameter) LSP resonances 
1506 \begin_inset Formula $\omega_{l}=\omega_{p}/\sqrt{\epsilon_{\infty}+\left(1+1/l\right)\epsilon_{d}}$
1507 \end_inset
1509 ; particularly, 
1510 \begin_inset Formula $\omega_{1}\approx3.0236\,\mathrm{eV}$
1511 \end_inset
1514 \begin_inset Formula $\omega_{2}\approx3.2236\,\mathrm{eV}$
1515 \end_inset
1518 \begin_inset Formula $\omega_{3}\approx3.30\,\mathrm{eV}$
1519 \end_inset
1522 \begin_inset Formula $\omega_{4}\approx3.34\,\mathrm{eV}$
1523 \end_inset
1526 \begin_inset Formula $\omega_{5}\approx3.364\,\mathrm{eV}$
1527 \end_inset
1530 \begin_inset Formula $\omega_{\infty}\approx3.4692\,\mathrm{eV}$
1531 \end_inset
1534 \end_layout
1536 \end_deeper
1537 \begin_layout Itemize
1539 \series bold
1540 Detector:
1541 \series default
1543 \end_layout
1545 \begin_deeper
1546 \begin_layout Itemize
1547 Far field: 
1548 \begin_inset Formula $1\,\mathrm{\mu m}$
1549 \end_inset
1551  away from the center of the nanoparticle along the 
1552 \begin_inset Formula $y$
1553 \end_inset
1555  axis (Fig.
1556  3).
1557 \end_layout
1559 \begin_layout Itemize
1560 Near field: position not specified in the paper; but in Fig.
1561  4(b) there are 
1562 \begin_inset Quotes eld
1563 \end_inset
1565 polarization spectra
1566 \begin_inset Quotes erd
1567 \end_inset
1569  instead of 
1570 \begin_inset Quotes eld
1571 \end_inset
1573 light spectra
1574 \begin_inset Quotes erd
1575 \end_inset
1577  (eq.
1578  4) in Fig.
1579  4(a).
1580  Does this mean that they are evaluated somewhere in/on the sphere? Or in
1581  the particle? The latter is likely, as it is given by 
1582 \begin_inset Formula $P_{n}\left(\omega\right)=\left\langle \sigma_{n}^{+}\left(-\omega\right)\sigma_{n}^{-}(\omega)\right\rangle $
1583 \end_inset
1585  (cf.
1586  the column below Fig.
1587  3).
1588 \end_layout
1590 \end_deeper
1591 \begin_layout Subsubsection
1592 Testing
1593 \end_layout
1595 \begin_layout Standard
1596 In my 
1597 \begin_inset Quotes eld
1598 \end_inset
1601 \begin_inset Quotes erd
1602 \end_inset
1604  code, there no splitting observable around 
1605 \begin_inset Formula $\omega\approx\omega_{0}\approx\omega_{\infty}\approx3.46\,\mathrm{eV}$
1606 \end_inset
1609  This is perhaps because the couplings to the higher multipoles is miscalculated
1610  (too small).
1611  No splitting around the NP dipole (
1612 \begin_inset Formula $\approx3,02\,\mathrm{eV}$
1613 \end_inset
1615 ) should be OK for single QE in far field (cf.
1616  Fig.
1617  3).
1618  And there are yet the 
1619 \begin_inset Quotes eld
1620 \end_inset
1622 switched axes
1623 \begin_inset Quotes erd
1624 \end_inset
1627 \end_layout
1629 \begin_layout Standard
1630 If I set the dipole reflection coefficients RH[1], RV[1] to zero, and multiply
1631  the the quadrupole reflection coefficients RH[2], RV[2] by 
1632 \begin_inset Formula $10^{6}$
1633 \end_inset
1635 , the peak at 
1636 \begin_inset Formula $3.0\,\mathrm{eV}$
1637 \end_inset
1639  dissapears and a tiny(!) peak appears around the (expected) position of
1641 \begin_inset Formula $3.0\,\mathrm{eV}$
1642 \end_inset
1645  Have I fucked up the Mie reflection coefficients? Sounds like if I forgot
1646  a factor of 
1647 \begin_inset Formula $c$
1648 \end_inset
1650  somewhere.
1651 \end_layout
1653 \begin_layout Subsection
1654 Delga JoO 
1655 \begin_inset CommandInset citation
1656 LatexCommand cite
1657 key "delga_theory_2014"
1659 \end_inset
1662 \end_layout
1664 \begin_layout Subsubsection
1665 Parameters
1666 \end_layout
1668 \begin_layout Itemize
1670 \series bold
1671 QEs:
1672 \series default
1673  dipole moment 
1674 \begin_inset Formula $\mu=0.38\, e\cdot\mathrm{nm}=18.24\,\mathrm{D}$
1675 \end_inset
1677  (double), otherwise the same parameters as in 
1678 \begin_inset CommandInset citation
1679 LatexCommand cite
1680 key "delga_quantum_2014"
1682 \end_inset
1685 \end_layout
1687 \begin_layout Itemize
1689 \series bold
1690 Sphere: 
1691 \series default
1692 as in 
1693 \begin_inset CommandInset citation
1694 LatexCommand cite
1695 key "delga_quantum_2014"
1697 \end_inset
1700 \end_layout
1702 \begin_layout Itemize
1704 \series bold
1705 Detector:
1706 \series default
1707  not stated in the paper
1708 \end_layout
1710 \begin_layout Itemize
1712 \series bold
1713 Numerics:
1714 \series default
1715  looking at the leftmost ball in Fig.
1716  3, it seems that their SVW cutoff is around 12.
1717 \end_layout
1719 \begin_layout Section
1720 Misc
1721 \end_layout
1723 \begin_layout Itemize
1724 The 
1725 \begin_inset Quotes eld
1726 \end_inset
1728 zero limits
1729 \begin_inset Quotes erd
1730 \end_inset
1732  of 
1733 \begin_inset Formula $\tilde{\pi},\tilde{\tau}$
1734 \end_inset
1736  functions in Taylor's normalisation can be expressed as
1737 \lang finnish
1739 \begin_inset Formula 
1740 \begin{eqnarray*}
1741 \lim_{\theta\to0}\tilde{\pi}_{mn}\left(\cos\theta\right) & = & -\frac{1}{2}\sqrt{\frac{2n+1}{4\pi}n\left(n+1\right)}(\delta_{m,1}+\delta_{m,-1})\\
1742 \lim_{\theta\to0}\tilde{\tau}_{mn}\left(\cos\theta\right) & = & -\frac{1}{2}\sqrt{\frac{2n+1}{4\pi}n\left(n+1\right)}(\delta_{m,1}-\delta_{m,-1})
1743 \end{eqnarray*}
1745 \end_inset
1748 \end_layout
1750 \begin_layout Standard
1751 \begin_inset CommandInset bibtex
1752 LatexCommand bibtex
1753 bibfiles "dipdip"
1754 options "apsrev"
1756 \end_inset
1759 \end_layout
1761 \end_body
1762 \end_document