Switching effect upon the quantum Brownian motion near a reflecting boundary
考虑到测量中的光滑开关过程,研究了在理想反射平板边界附近电磁真空涨落中带电粒子的量子布朗运动.通过将平台和洛伦兹开关尾粘在一起构造光滑开关函数,证明了开关尾对量子真空中布朗运动的测量有很大的影响.事实上,结果表明,具有平滑切换函数的结果和具有突然切换函数的结果在性质上是完全不同的。它还表明,反相关开关尾部和主要的测量部分之间起着至关重要的作用,这种开关效应。开关函数也可以被解释为一个非平衡过程的原型在一个现实的测量,所以这里发现的开关效应预计在真空物理的实际应用中是显着的。
2007-11-16 gr-qc quant-ph
Entanglement harvesting in the presence of a reflecting boundary
在纠缠捕获协议的框架下,研究了一对惯性探测器和匀加速探测器与真空无质量标量场局域相互作用系统的纠缠捕获问题.我们发现当两个探测器非常接近边界时,边界的存在通常会降低纠缠度。然而,当探测器和边界之间的距离变得与相互作用持续时间参数相当时,收获的纠缠量接近峰值,甚至超过没有边界的情况。值得注意的是,由于边界的存在,探测器分离的参数空间和允许纠缠捕获发生的加速度的大小被扩大。从这个意义上说,边界在纠缠捕获中起着双刃剑的作用,在扩大纠缠捕获可实现的参数空间的同时,降低了捕获的纠缠。比较了探测器相对于边界的三种不同加速度情况,即,平行、反平行和相互垂直加速度的实验结果表明,纠缠捕获现象与加速度、探测器间距和探测器到边界的距离密切相关。
2021-08-01 gr-qc quant-ph
Body-assisted van der Waals interaction between two atoms
利用四阶微扰理论,导出了在色散和吸收磁介电体任意排列情况下,两个中性、非极化基态原子的范德华势的一般公式.该理论适用于两个原子在散装材料和在一个平面多层系统的前面,特别强调的情况下,一个完美的反射板和半无限半空间。它表明,由于存在一个完美的反射板的两原子相互作用的增强和减少可以理解,至少在非延迟的限制,通过使用图像电荷的方法。对于半无限半空间,给出了解析和数值结果。
2006-06-09 quant-ph
Probing quantum vacuum fluctuations over a charged particle near a reflecting wall
本文研究了在理想反射平板壁存在的情况下,背景电场的真空涨落对带电粒子的影响。连接系统的不同阶段的开关功能以这样的方式实现,即其功能依赖性由测量时间与开关持续时间之间的比率确定。粒子的速度分量的分散体被发现是时间的平滑函数,并具有最大幅度的测量时间对应于约一个往返的光信号之间的粒子和壁。在文献中报道的典型分歧,并与过度简化建模这个系统自然正规化,在我们的方法。估计表明,这种粒子运动中量子真空涨落的表现可以在实验室中进行测试。
2016-11-18 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum fluctuations of a scalar field near a reflecting boundary and their effects on the motion of a test particle
本文研究了无质量实标量场的量子真空涨落对与场相互作用的测试粒子运动的贡献。当粒子单独存在于空的空间中时,它的运动不存在量子色散。然而,当引入反射墙时,色散的发生幅度取决于系统在两种情况之间发展的速度。实现该过程的一种可能的方式是借助于理想化的突然切换,对于该突然切换,过渡瞬时发生。虽然突然的过程是一个简单的和数学上方便的理想化,它带来了一些分歧的结果,特别是在对应于一个光信号之间的粒子和壁往返的时间。结果表明,使用平滑的开关函数,除了正则化这种分歧,使我们能够更好地理解的行为的量子色散引起的粒子的运动。此外,改变系统的真空状态会导致粒子能量的变化,这取决于这些状态之间的转换有多快。这些结果可能的影响,以类似的情况下,一个电荷附近的一个完美的导电壁进行了讨论。
2018-08-02 hep-th quant-ph
Quantum Brownian motion near a point-like reflecting boundary
在(1 + 1)维平坦时空中研究了在完全反射边界存在下测试粒子与量子标量场相互作用的布朗运动。特别是,明确推导出的速度和位置的粒子的分散体的表达式和他们的行为检查。结果与电荷与反射面边界附近的量子电磁场相互作用的结果相似,主要是关于色散在原点(边界处)的发散行为,以及在对应于光脉冲往返粒子和边界之间的时间间隔处的发散行为。最后,我们讨论允许粒子位置波动的一些效应。
2014-07-07 hep-th quant-ph
Dynamical Casimir effect enhanced by decreasing the mirror reflectivity
在本文中,我们证明了在$1+1$维无质量标量场的背景下,具有时间相关性质的部分反射静态镜可以通过动态Casimir效应产生比完全反射镜更多的粒子。作为特殊的限制,我们的结果恢复在文献中发现的一个完美的静态镜施加广义或通常的时间依赖罗宾边界条件。
2021-11-26 quant-ph
The Casimir effect for fields with arbitrary spin
考虑两平行板间的Casimir力。在最近的一篇论文中,我们提出了广义物理边界条件描述完美反射平行板。这些边界条件适用于具有任何自旋的场,并且包括众所周知的自旋-1/2和自旋-1边界条件作为特例。在这里,我们使用这些一般的边界条件,以表明允许的值的能量动量原来是相同的任何无质量的费米子场和任何无质量的玻色子场。因此,人们期望只得到两种可能的卡西米尔力,一种与费米子有关,另一种与玻色子有关。我们明确地验证了这是自旋为2的字段的情况。我们的工作的一个重要意义是,周期性的边界条件不能适用于两个平行板之间的费米子场。
2014-11-17 hep-th quant-ph
Optomechanical trapping and cooling of partially transparent mirrors
我们考虑悬挂在光学腔内的部分透射镜的辐射俘获和冷却,推广了以前考虑过的完全反射镜的情况[M。Bhattacharya和P. Meystre,Phys. Rev. Lett. \textbf{99},073601(2007)]。这种配置最近被用于实验中以冷却纳米厚的膜[Thompson \textit{et al.},arXiv:0707.1724v2,2007]。该系统的自洽腔场模式强烈依赖于中间镜的位置,导致辐射压力效应的重要定性差异:在一种情况下,情况类似于完全反射的中间镜,只有微小的定量修改。此外,我们还确定了一系列的反射镜的位置,辐射反射镜耦合成为纯粹的色散和反作用的影响,通常导致冷却是不存在的,虽然镜子仍然可以被光学捕获。这两个制度的存在,使我们提出了一个双色方案,优化冷却和捕获的部分透射镜。
2007-08-30 quant-ph
Reflecting boundary induced modulation of tripartite coherence harvesting
Liaoning Normal University(辽宁师范大学);Changzhi University(长治学院)
本文研究了在无限完美反射边界附近,三个静态Unruh-DeWitt探测器与无质量标量真空场局部相互作用时,量子相干的提取过程。结果显示,探测器与边界距离的减小会导致量子相干的单调退化,而相同边界效应可以同时保持甚至增强提取的量子纠缠。此外,当探测器具有不同的能量间隙时,相干提取进一步受到抑制;然而,这种非相同配置显著提高了纠缠提取的效率,并大幅扩展了能够生成非可忽略纠缠的探测器分离范围。尽管非本地量子相干的提取在更广的探测器分离范围内可行,但正交探测器配置在相干提取中优于平行配置,突显了探测器几何形状的定量影响。
2026-06-04 gr-qc quant-ph
Entanglement dynamics for atoms near a reflecting boundary: Enhancement and suppression by environment-induced interactions
China West Normal University(西华师范大学);Hunan Normal University(湖南师范大学)
研究反射边界附近两个固定原子的纠缠动力学,发现环境诱导的能量位移(包括原子-边界和原子-原子相互作用)会显著改变纠缠生成与寿命,可增强或抑制纠缠,与自由空间情况形成对比。
2026-06-17 quant-ph
Continuous variable entanglement by radiation pressure
我们表明,一个强烈的光场的辐射压力冲击在一个完美的反射振动镜是能够纠缠在一个强大的方式的前两个光学边带模式。在适当的条件下,所产生的纠缠态是EPR型的[A.爱因斯坦,{ \it等人},物理评论{ \bf 47},777(1935)]。
2003-02-03 quant-ph
Vacuum fluctuations and radiation reaction contributions to the resonance dipole-dipole interaction between two atoms near a reflecting boundary
本文研究了两个完全相同的原子(一个处于基态,另一个处于激发态)与电磁场在理想反射平面边界上相互作用时的共振偶极-偶极相互作用能。原子在相关(对称或反对称)贝尔型状态下制备。根据Dalibard et.等人[J. Dalibard et.例如,J. Phys.(Paris){ \bf 43},1617(1982); { \bf 45},637(1984)]中,我们分离了真空涨落和辐射反应(源)场对两原子间共振相互作用能的贡献,并指出只有源场对原子间相互作用能有贡献,而真空场涨落对原子间相互作用能没有贡献。通过考虑特定的几何构型的两原子系统相对于镜子和特定的选择偶极取向,我们表明,镜子的存在显着影响的共振相互作用能和不同的功能出现相对于原子在自由空间中的情况下,例如在空间依赖性的相互作用的变化。我们的研究结果还表明,边界的存在可以被利用来定制和控制两个原子之间的共振相互作用,以及相关的能量转移过程。本文还讨论了观察这些现象的可能性。
2018-04-19 quant-ph
Reflection of matter waves by a moving wall
研究了正入射的物质波在匀速运动的理想反射壁面上的反射。发现了一个令人惊奇的现象:如果壁面的运动速度大于入射波的相速度,则反射波和入射波沿同一方向传播。这个反直觉的结果是一个例子,它表明当人们处理量子问题时,常识并不总是可信的。
2002-03-19 quant-ph
Casimir Force between a Dielectric Sphere and a Wall: A Model for Amplification of Vacuum Fluctuations
研究了可极化粒子与反射壁的相互作用。采用宏观的方法,其中平均力计算从麦克斯韦应力张量。一个完美的反射墙和一个球的介电函数所给出的德鲁德模型的特殊情况下进行了详细研究。结果表明,该力可表示为位置的单调衰减函数和振荡件的单调衰减函数之和。在大的分离,振荡片是占主导地位的贡献,是远远大于卡西米尔-波尔德相互作用的限制,球是一个完美的导体。有人认为,这种增强力可以解释在真空波动的频谱。在理想导电球的极限中,在频谱的不同部分之间存在抵消,这在具有频率依赖极化率的球的情况下不再完全发生。对力的振荡分量的大小的估计表明,它可能大到足以被观察到。
1998-10-22 cond-mat hep-th quant-ph
Resonance dipole-dipole interaction between two accelerated atoms in the presence of a reflecting plane boundary
本文研究了两个均匀加速的原子在关联{ \em Bell-type}态中与标量场或电磁场相互作用时的共振偶极-偶极相互作用能。我们假设两个原子以相同的匀加速运动,平行于平面边界,并且在运动过程中它们的间距是恒定的。我们分离了真空涨落和辐射反应场对两原子系统共振能移的贡献,证明了Unruh热涨落不影响共振相互作用,共振相互作用只与辐射反应场有关。然而,非热效应的加速辐射反应的贡献,超过Unruh加速温度等效,影响共振相互作用能。通过考虑特定的几何配置的两个原子系统相对于板,我们表明,镜子的存在显着修改的两个加速原子之间的共振相互作用能。特别是,我们发现自由空间中原子的情况出现了新的和不同的特征,与边界的存在以及局部惯性系中量子电磁场真空的特殊结构有关。我们的研究结果表明,利用加速原子之间的共振相互作用的可能性,作为探测原子加速对辐射过程的难以捉摸的影响的探针。
2018-06-27 quant-ph
Harvesting correlations from vacuum quantum fields in the presence of a reflecting boundary
本文研究了反射边界存在时静态探测器从真空标量场提取关联的现象,发现边界抑制互信息提取但对纠缠提取有双刃剑效应,且存在最优能隙差及对齐方式差异。
2023-11-25 hep-th quant-ph
Decoherence effects of motion-induced radiation
辐射压力与真空涨落的耦合作用导致了振荡粒子的能量阻尼和退相干。这两种效应都是由成对光子的发射引起的,这是一种与卡西米尔力的波动有关的量子效应。我们讨论了不同的替代方法计算的退相干时间尺度。我们以球形完全反射粒子为例,并考虑零温度和高温极限。对退相干和动力学Casimir效应也作了简要的综述。
2001-03-14 quant-ph
Black hole collapse simulated by vacuum fluctuations with a moving semi-transparent mirror
在二维闵可夫斯基时空中的标量无质量粒子的创建-所预测的动态Casimir效应-的情况下,一个透明的镜子最初在休息,然后加速一些有限的时间,沿着一个轨迹,模拟黑洞崩溃(由沃克,Carlitz和Willey定义),最后以恒定的速度移动。当反射系数和透射系数是Barton、Calogeracos和Nicolaevici提出的模型[ $r(w)=-iα/(\w+iα)$和$s(w)=\w/(\w+iα)$,with $α\geq 0$ ]中的系数时,可以精确计算反射镜背面的Bogoliubov系数。这使我们能够证明,当$α$是非常大的(理想的情况下,完美的反射镜)的标量无质量粒子的热发射服从玻色-爱因斯坦统计辐射从镜子(一个黑体辐射),根据先前在文献中获得的结果。然而,当$α$是有限的(透明镜,一种物理上真实的情况)时,我们得到了一个惊人的结果:标量无质量粒子的热辐射服从费米-狄拉克统计。我们还证明了在二维无质量粒子的费米子模型中,统计量发生了相反的变化,即完全反射情况下的费米-狄拉克统计量将变为部分反射物理镜的玻色-爱因斯坦统计量。
2008-01-30 gr-qc hep-th math-ph
How does Casimir energy fall? IV. Gravitational interaction of regularized quantum vacuum energy
本文以半透明 δ 势平行板中的无质量标量场为模型,用时空点分裂正则化处理自能、相互作用能和表面能,证明正则化量子真空能量仍满足等效原理。
2014-01-04 gr-qc hep-th quant-ph
Fermionic dynamical Casimir effect: Magnus expansion
针对1+1维有质量狄拉克场在振荡全反射边界下的真空粒子对产生问题,采用S矩阵的马格努斯展开计算跃迁振幅,得到单对、多对产生振幅及单对振幅修正,并推导出入出福克空间玻戈留波夫变换的近似幺正表达式。
2024-06-20 hep-th quant-ph
Contributions of Vacuum and Plasmon Modes to the Force on a Small Sphere near a Plate
考虑了等离子体模型介电函数和理想反射平面对小球的作用力。讨论了量子化电磁场的真空模和球体中等离子体激元模的贡献。在等离子体振子模处于其基态的情况下,来自真空和等离子体振子部分的准振荡项彼此抵消,导致单调吸引力。如果等离子体激元模式不在基态,则净力是准振荡的。在这两种情况下,球体的行为与原子在基态或激发态的行为相同。
2006-01-05 quant-ph
Vacuum induced dispersions on the motion of test particles in $D+1$ dimensions
当标量场或电磁场的真空状态因反射边界的存在而改变时,相互作用的测试粒子会经历速度波动。这种效应被认为是经典布朗运动的一种量子模拟。近年来,人们对该系统的几个方面进行了研究,例如有限温度效应、弯曲时空结构、近边界区、晚时间行为和亚真空现象。在这里,进一步的步骤给出了在这个分析中考虑的标量场的真空涨落的影响,在一个完全反射的平坦边界上的标量测试粒子的运动时,背景场不满足惠更斯原理。具体地说,背景场被允许有质量和系统中的$D+1$尺寸进行了研究。还开发了一种实现场的不同状态之间的平滑过渡的方法,呈现描述测试粒子的速度波动的正则化解析表达式。该方法被用来研究系统的一些特殊行为。可能的应用包括已知在自然界中发生的场,例如,大质量希格斯场,这里预测其速度波动将获得特征振荡,从而表现出与电磁场不同的行为。
2020-02-10 quant-ph
Quantum Brownian motion in an analog Friedmann-Robertson-Walker geometry
本文在Friedmann-Robertson-Walker空间平坦几何的模拟模型中研究了量子标量场真空涨落对标量试验粒子的影响。在这种情况下,与一个和两个完美的反射平面边界的情况下,被认为是没有边界的情况。我们发现,粒子可以进行布朗运动与非零的均方速度诱导的量子真空涨落由于时间相关的背景和边界的存在。在平坦时空中,由于边界的存在而出现的典型奇点可以自然地正则化为渐近有界的扩展尺度函数。因此,速度的变化至少在原则上是可以通过实验检测到的。本文还讨论了利用玻色-爱因斯坦凝聚体在模拟宇宙学模型中实现这一观测的可能性。
2017-04-18 gr-qc hep-th quant-ph
Probing thermal fluctuations through scalar test particles
与闵可夫斯基空间相关的量子场的基本真空态,产生了必须被抑制的发散涨落,以使物理系统的描述具有现实性。因此,可能出现经典正定义量的负真空期望值。这在文献中被称为亚真空现象。本文研究了当背景从空的空间演化到热浴时,以及当包含一个完全反射边界时,D+1时空中的一个标量带电测试粒子如何受到一个质量标量场的真空涨落的影响。它表明,当粒子被带入一个热浴,它获得了一定的能量,通过其速度分量的正色散。这种效应的大小取决于温度,也取决于场质量。当插入反射壁时,色散可以是正的或负的,表明即使在有限的温度环境中也会发生亚真空效应。此外,一个显着的结果是,温度甚至可以改善负速度波动。剩余效应的大小取决于系统在两个状态之间演化所需的切换时间间隔。
2021-06-10 hep-th quant-ph
Classical and quantum field theory in a box with moving boundaries: A numerical study of the Dynamical Casimir Effect
本研究建立了含运动边界腔体内的量子标量场理论与静态Dirichlet边界声学度规场论的等价性,提出可用于任意边界轨迹的动力学卡西米尔效应粒子产生非微扰数值方法,并以1+1维无质量场为例验证,方法可扩展到有质量场和高维场景。
2024-07-15 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum polarization with zero-range potentials on a hyperplane
研究了$(d+1)$维Minkowski时空中,背景零程势集中在余维$1$的平坦超平面上所引起的中性标量场的量子真空涨落.完全反射和半透明的表面都考虑在内,参考最一般的本地,均匀和各向同性的边界条件与量子场论的幺正性兼容。重整化真空极化计算为零和非零质量的字段,实现本地版本的zeta正则化技术。真空极化的渐近行为的小和大的距离从超平面被确定为领先的顺序。结果表明,边界发散软化在一个纯狄拉克δ势的特定情况下。
2021-03-25 hep-th math-ph math.MP
Dynamical Casimir Effect and the Black Body Spectrum
研究了二维闵可夫斯基时空中标量无质量粒子的产生--正如动力学卡西米尔效应所预测的那样--对于半透明镜最初静止,然后沿着指定的轨迹加速一段有限时间,最后以恒定速度移动的情况。当反射系数和透射系数是Barton、Calogeracos和Nicolaevici提出的模型[ $r(w)=-iα/(\w+iα)$和$s(w)=\w/(\w+iα)$,with $α\geq 0$ ]中的系数时,可以精确计算反射镜背面的Bogoliubov系数。这使我们能够证明,当$α$是非常大的(理想的情况下,完美的反射镜)的标量无质量粒子的热发射服从玻色-爱因斯坦统计辐射从镜子(一个黑体辐射),根据文献中以前的结果。然而,当$α$是有限的(透明镜,一种物理上真实的情况)时,我们得到了一个惊人的结果:标量无质量粒子的热辐射服从费米-狄拉克统计。设想了这一结果可能产生的后果。
2007-12-15 gr-qc hep-th math-ph
Boundary Effects on Quantum Entanglement and its Dynamics in a Detector-Field System
本文分析了一个精确可解的模型,该模型由一个惯性Unruh-DeWitt探测器与一个无质量的量子场在具有完全反射平面边界的Minkowski时空中线性相互作用组成。首先导出了探测器和光场的海森堡算符的耦合方程。然后引入线性熵作为镜反射条件下探测器与量子场纠缠的度量,求解了早期探测器-量子场纠缠动力学。粗粒化后的领域,检测器的内部自由度的动力学描述的量子朗之万方程,其中的耗散和噪声内核分别对应于延迟的格林函数和Hadamard基本功能的自由量子场在半空间。在后期的时候,当组合系统是在一个稳定的状态,我们得到的检测器的协方差矩阵的精确表达式,并表明,检测器和镜子之间的分离较小的检测器场纠缠度降低。我们利用探测器的镜像定性地解释了探测器-光场纠缠的行为,并与两个真实探测器的情况进行了比较,解释了其中的差异。
2013-01-01 gr-qc hep-th quant-ph
Induced vacuum energy density of quantum charged scalar matter in the background of an impenetrable magnetic tube with the Neumann boundary condition
本研究计算了不可穿透磁管外带电标量场的真空极化,发现诺伊曼边界条件下感应真空能量密度大于狄利克雷情况,并表现出阿哈罗诺夫-玻姆周期性。
2022-12-07 hep-th math-ph math.MP
Interior-Boundary Conditions for Many-Body Dirac Operators and Codimension-1 Boundaries
我们处理的是Dirac型算子的边界条件,即,一阶微分算子与矩阵值系数,特别是包括物理多体狄拉克算子。我们的特点(我们猜想是)的一般形式的反射边界条件(其中包括已知的边界条件,如一个麻省理工学院袋模型),作为我们的主要目标,走廊边界条件(IBC)。IBC是一种新的方法来定义紫外正则哈密顿量子场论没有涂抹粒子或离散空间。为了获得这样的哈密顿量,IBC方法提供了重整化的替代方案,并且到目前为止已经成功地用于非相对论模型,其中它也可以应用于没有重整化方法的情况。关于IBCs的下一个自然问题是如何为狄拉克方程建立IBCs,在这里,我们将朝着答案迈出第一步。对于量子场论,相关的边界由$n$ -粒子位形空间$\mathbb{R}^{3n}$中的表面组成,在这些表面上,两个粒子在$\mathbb{R}^3$中具有相同的位置。虽然这个边界有余维3,我们在这里集中在更基本的情况下,在配置空间中的边界有余维1。我们描述了具体的例子,IBC的狄拉克方程,我们证明了这些例子中的一些,他们严格定义自伴哈密顿算子,我们开发的一般形式的IBC的狄拉克型运营商。
2019-03-27 math-ph math.MP quant-ph
Coherent confinement and unidirectional dynamics of a wave packet induced by a non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger segment
交错虚势和晶格二聚之间的竞争导致非厄米特Su-Schrieffer-Heeger(SSH)环在例外点处的单向传播聚结态。SSH环中的一段作为$\mathcal{PT}$对称的散射中心嵌入到Hermitian链中时,继承了SSH环的单向性,并表现出一些有趣的动力学行为.基于厄米和非厄米区域之间的界面的Bethe anomalous散射解决方案,我们表明,SSH散射中心支持以下波包动力学。(i)左入射波包允许完美传输,而右入射波包激发放大的反射波列,其长度与SSH段的大小成比例。因此,当考虑多SSH段时,观察到布拉格散射体的单向不可见性。(ii)如果右导联被移除,则左入射波包可以被很好地限制在SSH段中。(iii)此外,当波包的大小接近SSH段的长度时,波包被完全吸收。基本机制源于SSH段的一个微妙特性,它支持两个准压缩波包,但具有相反的群速度。我们的研究结果适用于实现量子态存储、量子二极管和激光器件的方案。
2020-03-16 physics.optics quant-ph
Boundary effects in classical liquid density fluctuations at finite temperature
本文利用声子量子化研究受限经典液体的密度涨落边界效应,推导了不同边界条件下的热力学量闭式表达式,揭示了低温量子区与高温经典区的不同行为及中间交叉区域的特征。
2025-06-26 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Vacuum Energy and Topological Mass from a Constant Magnetic Field and Boundary Conditions in Coupled Scalar Field Theories
研究通过磁场和边界条件在耦合标量场理论中产生真空能与拓扑质量,利用zeta函数正则化计算有效势能并分析不同场强下的行为。
2025-12-10 hep-th math-ph math.MP