Quantum "contact" friction: the contribution of kinetic friction coefficient from thermal fluctuations
本研究建立经典受载粒子的动摩擦热模型，通过量子化表面涨落的简谐振子波振幅，结合声色散关系与力自相关函数计算摩擦系数，揭示了表面涨落量子化引发的动摩擦系数温度依赖特性及高低温下的不同行为。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir forces and quantum friction of finite-size atoms in relativistic trajectories
我们研究了量子摩擦和Casimir力与一个完整的相对论形式主义的原子建模为Unruh-DeWitt探测器在任意宏观物体的存在下。我们考虑原子在任意相对论轨道的任意量子态（包括相干叠加）靠近物体施加任意边界条件的一般情况。特别是导电板，我们表明，相对速度接近光速，量子摩擦发散，而卡西米尔力几乎是独立的速度。由于我们包括了探测器的有限尺寸和有限的相互作用时间的影响，我们也得到了量子摩擦时，探测器是孤立的，但遵循非惯性轨道。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Will a decaying atom feel a friction force?
我们展示了一个简单的计算如何得出令人惊讶的结果，即在真空中运动的受激二能级原子会看到v/c中一阶的微小摩擦力。乍一看，这似乎与其他计算明显矛盾，其他计算表明与真空的相互作用不会改变原子的速度。更令人惊讶的是，原子动量的这种变化原来是狭义相对论中能量和动量守恒的必然结果。
2017-01-04 physics.atom-ph quant-ph
Velocity dependence of the quantum friction force on an atom near a dielectric surface
对作用在以速度v<<c平行于电介质表面移动的原子上的“量子摩擦”力F的问题的不同方法已经导致了对F取决于v的方式的不同预测。例如，Scheel和Buhmann [Phys.Rev.A80，042902（2009）]和Barton [New J.Phys.12，2009]。113045（2010）]和其他人发现力在v中是线性的，而Intravaia，Behunin和Dalvit [arXiv：1308.0712，2013]和其他人发现力随着v^3到v的最低阶而变化。我们认为，F与v^3成正比的预测是由于将原子作为线性振子过于简化的处理而产生的，并且F以Scheel和Buhmann和Barton预测的方式依赖于v。
2013-09-05 quant-ph
Quantum Friction in Arbitrarily Directed Motion
量子摩擦，电磁波动引起的摩擦力使移动通过宏观介电体的原子减速，尽管经过了三十多年的理论研究，但迄今为止仍然没有实验证据。受最近发现的启发，这种原子的内部动力学的动力学校正增强了一个数量级的垂直运动-相比，平行运动的范式设置-我们将量子摩擦计算推广到原子的运动方向和它移动的表面之间的任意角度。基于马尔可夫量子主方程和含时微扰理论的量子摩擦力计算之间的分歧，我们利用这两种方法对任意角度的量子摩擦力进行了推导，并进行了比较。
2016-12-06 quant-ph
One-Loop Dominance in the Imaginary Part of the Polarizability: Application to Blackbody and Non-Contact van der Waals Friction
现象学上重要的量子耗散过程包括黑体摩擦（原子吸收反向传播的蓝移光子，并自发地向各个方向发射它们，失去动能）和非接触范德华摩擦（在电介质表面附近，表面内组成粒子的镜像电荷受到阻力，使原子减速）。这些过程的理论预测修改后，严格的量子电动力学（QED）的治疗，这表明一个循环的“校正”产生的主要贡献的非共振，规范不变，虚部的原子的极化率在室温下，典型的原子表面相互作用。在高温下，树能级对极化率的贡献占主导地位。
2014-11-11 quant-ph
Casimir forces and quantum friction from Ginzburg radiation in atomic BECs
我们从理论上提出了一个实验上可行的方案，在原子玻色-爱因斯坦凝聚体中使用杂质原子，以实现量子真空效应的凝聚态类似物。在一个合适的原子级配置中，杂质原子和凝聚体中密度波动之间的碰撞相互作用可以被定制以紧密地再现量子电动力学的电偶极耦合。通过这个类比，我们恢复了电磁真空力的范例，并将其扩展到冷原子领域，特别显示了在超音速原子速度下，原子杂质感受到的卡西米尔力的一种新的幂律标度的出现，以及量子摩擦力的出现，伴随着Bogoliubov量子的金斯堡发射。讨论了这些量子真空效应在现实光谱实验中可观察到的后果。
2017-01-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Extended hydrodynamic description for nonequilibrium atom-surface interactions
研究了在宏观物体上运动的原子所受量子摩擦作用下，空间非局域导体的耗散性质。重点是一个扩展版本的流体动力学模型的散装材料的电磁响应。结果表明，标准的流体动力学描述是不充分的评估摩擦力，因为它完全忽略了朗道阻尼。该模型的扩展版本包含一个频率依赖的费米液体的压缩因子，定性地解决了这个问题。对于定量评估，这些结果与更基本的Boltzmann-Mermin模型所获得的结果进行了对比。由于后者在技术上涉及，扩展的流体动力学模型的简单性允许更容易地分析非定域性对其他（平面）几何形状的量子摩擦的影响。这是说明了一个例子，涉及薄板。
2019-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impact of Chiral-Transitions in Quantum Friction
本文理论研究了手性跃迁对两能级原子在金属表面移动时量子摩擦力的影响，发现摩擦力对手性敏感，特定手性可增强或抑制摩擦力，且与经典预期相反，并用正负频率振子相互作用解释。
2025-01-22 quant-ph
Quantum friction in the presence of a perfectly conducting plate
本文研究了匀速移动的原子在完美导电板上方所受的量子摩擦力，发现该摩擦力的距离依赖性、温度依赖性及符号均可能受原子极化状态影响，且对具有静态极化率的各向同性原子而言，该摩擦力表现为真正的阻力，在板表面附近其大小为无板时量子真空摩擦的两倍。
2023-03-02 quant-ph
Ab-initio friction forces on the nanoscale: A DFT study of fcc Cu(111)
虽然有许多模型可以解决在原子水平上计算摩擦力的问题，但提供一种完全无参数的方法仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一个准静态模型，以获得近似的纳米摩擦响应的干燥，无磨损系统的基础上量子力学的全电子计算。我们提出了一种机制，允许耗散滑动，这依赖于原子弛豫。我们定义了两种不同的方法来计算平均纳米摩擦力，这两种方法都导致所有滑动方向的指数摩擦与负载行为。由于我们的方法不对滑动路径的长度和方向施加任何限制，我们研究了面心立方Cu（111）界面的任意滑动方向，并检测到形成纳米摩擦上界和下界的两个周期性路径。对于长的非周期路径，摩擦力收敛到这些极限之间的值。对于低负载，我们检索德亚金推广的阿蒙顿-库仑动摩擦定律，这似乎是有效的所有的方式下降到纳米级。我们观察到一个非零的Derjaguin偏移，即使是原子级的平面在干接触。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Enhanced decoherence for a neutral particle sliding on a metallic surface in vacuum
在真空中空间分离的相对运动的物体会经历一种微小的摩擦力，称为量子摩擦。这种力由于其幅度小、作用距离短，迄今为止还没有被实验检测到。在这里，我们给出了定量的细节，以便通过测量原子中的相干性来跟踪量子摩擦的痕迹。我们注意到，环境引起的退相干可以分解成不同的签名的贡献：在存在的介质片的电磁真空和粒子的运动引起的那些引起的校正。在这个方向上，我们表明，非接触摩擦增强运动原子的退相干。进一步地，通过对二能级粒子和材料的Drude-Lorentz参数的充分选择，可以放大它的作用。在这种情况下，我们认为，通过相干性的速度依赖性来测量退相干时间可以间接地证明量子摩擦的存在。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mass-energy and anomalous friction in quantum optics
通常的原子-光相互作用的多极哈密顿量的特点是一个非相对论运动的原子与电磁场的相互作用，这本身遵循洛伦兹对称性。这种结合可能导致原子似乎经历摩擦力的情况，而实际上它们只是由于光子的发射或吸收而改变其内部质量能量。不幸的是，对原子运动的简单伽利略描述不足以区分由于加速度引起的动量变化和由于内部质能变化引起的动量变化。在这项工作中，我们展示了如何低阶相对论修正可以包括在多极原子光哈密顿量。我们还举例说明这如何影响原子和光子之间最基本的机械相互作用。
2018-10-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum friction and fluctuation theorems
我们使用统计力学的一般概念来计算在平面上方以恒定速度运动的原子上的量子摩擦力。我们推导出零温度摩擦力使用非平衡涨落耗散关系，并表明，在大的时间，稳态制度的量子摩擦尺度为原子的速度的三次方。我们还讨论了基于Wigner-Weisskopf和量子回归近似的方法如何无法预测正确的稳态零温摩擦力，这主要是由于量子摩擦的低频性质。
2014-05-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spectroscopic signatures of quantum friction
我们提出了一个公式的光谱可访问的水平移动和衰减率的原子运动在一个任意角度相对于表面。我们的马尔可夫公式导致一个直观的分析描述，即从原子翻转运营商的运动的海森堡运动方程的系数，但复杂的多普勒频移（速度依赖）过渡频率的位移和速率。我们的结果最终表明，对于平行运动的极限情况下的位移和速率是平方或更高的原子速度。我们表明，一个更强的，线性速度依赖性表现出的速率和位移垂直运动，从而打开了实验探测马尔可夫方法的量子摩擦现象的前景。
2016-12-05 quant-ph
Nonequilibrium Thermodynamics of Quantum Friction
热力学原理往往看似简单，但却出奇地强大。我们展示了一个简单的规则，如非平衡稳态条件下运动原子的净能量流入和流出，可以揭示许多流行的量子摩擦理论的缺点。我们的热力学方法提供了一个指导原子光学实验的概念框架，从而突出了波动耗散关系和子系统之间的长时间相关性的重要性。我们的结果引入了开放量子系统非平衡动力学（数值）模型的相容性条件。
2020-11-25 quant-ph
Mutual friction and diffusion of two-dimensional quantum vortices
本文提出包含能量阻尼相互作用的微观开放量子系统理论，推导出无量纲互摩擦系数解析表达式，无需拟合参数即可与实验定量吻合，弥合了两个数量级的理论与实验差距，揭示了二维原子超流体中量子涡旋互摩擦与扩散的微观机制。
2022-10-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spatial dependence of quantum friction amplitudes in a scalar model
研究了原子沿平行于物质平面的方向作匀速运动时量子摩擦效应的空间依赖性。特别是，我们确定的概率每单位时间和单位面积，为激发自由度的平面上，作为其位置的函数，对于一个给定的轨道的原子。我们还表明，积分出的概率密度的结果与以前的结果相同的系统。
2022-09-28 hep-th quant-ph
Tangential and quantum frictional forces on a neutral particle moving near a surface
利用涨落电动力学理论计算了基态原子（纳米粒子）在Drude模型或Lorentz模型半空间表面上以非相对论速度运动时所受的切向力，得到的公式假定了粒子和介质的非延迟区和任意温度。量子摩擦力在粒子和介质的零温下实现，可达到基态原子情况下Casimir-Polder力静态值的1/3左右。在纳米粒子和非零温度的情况下，切向力似乎是摩擦和加速。数值例子给出了原子的Na的表面上的Au和MgO纳米粒子的表面上的SiC。
2011-02-17 cond-mat.other quant-ph
On the spatial dependence of Casimir friction in graphene
研究了原子在平行于平面石墨烯片作非相对论匀速运动时Casimir摩擦现象的空间特性。原子与真空电磁场的耦合是由一个电偶极子项加上一个伦琴项实现的。我们研究了费米子对的产生，评估了费米子发射几率的角度依赖性。这种现象有一个阈值：只有当滑动速度大于介质的费米速度时才存在。
2023-08-28 hep-th quant-ph
Correlated motion of two atoms trapped in a single mode cavity field
研究了被囚禁在远场的两个原子在受驱动的驻波高Q光学谐振腔中的运动。即使没有任何直接的原子-原子相互作用，原子也通过它们对腔内场的位置依赖性影响而耦合。对于足够好的捕获和低的腔损耗，原子运动变得显著相关，并且两个粒子优先以90度的相对相移在它们的阱中振荡。相关性的出现严重限制了腔的冷却效率，将可实现的温度提高到多普勒极限。相关性的物理起源可以追溯到空腔介导的交叉摩擦，即一个粒子上的摩擦力取决于第二个粒子的速度。选择适当的操作条件允许工程这些长程相关性。此外，这种交叉摩擦效应可以为遥远的被困云的共振冷却提供基础。
2004-04-27 quant-ph
Quantum friction: environment engineering perspectives
我们证明了Lindblad的基本不去结果的推广：量子系统不能完全冻结，在某些情况下，甚至可以通过非线性不变耗散-量子摩擦来热化。然而，一个实用的方法，提出了工程几乎完美的量子模拟的经典摩擦多普勒冷却框架内。这些发现为原子和分子的标志性耗散工程（例如非互易耦合）铺平了道路。
2016-12-09 quant-ph
Electromagnetic Viscosity in Complex Structured Environments: From black-body to Quantum Friction
研究了温度为$T$的一般复杂结构电磁环境中原子的非保守开放系统动力学。在这样的系统中，当原子沿着环境的自旋不变轴运动时，摩擦力作用在粒子上。由于摩擦而产生的有效粘性是由与波动（量子）电磁场的非平衡相互作用产生的，这有效地设置了一个特权参考系。我们研究了量子或热涨落对相互作用的影响，并强调了它们是如何引起不同类型的粘性的，即量子和黑体摩擦。为此，我们开发了一个自洽的非马尔可夫描述，包含后者作为特殊情况。特别是，我们展示了非平衡动力学，辐射的量子和热性质之间的相互作用，以及光在真空-材料界面的限制是负责几个有趣和有趣的功能。我们的分析是相关的非接触摩擦和由此产生的电磁粘度的未来实验测试。
2021-10-26 quant-ph
Thermal corrections to quantum friction and decoherence: a Closed-Time-Path approach to atom-surface interaction
本文研究了量子真空中粒子在介质板前匀速运动时所引起的耗散效应和退相干，提出了一种封闭时间路径（CTP）积分公式，用以解释有限温度对这些现象的修正。我们计算了运动粒子的摩擦力，发现它包含两个不同的贡献：一个是由量子涨落引起的纯量子项（即使在消失的温度下也存在），另一个是由热涨落产生的温度依赖分量（温度越高，贡献越大）。我们进一步估计了量子粒子内部自由度的退相干时标。正如预期的那样，退相干时间减少的温度，然而，这一特点是强大的大速度和共振的情况。当粒子接近相对论速度时，退相干时间变得与温度无关。通过研究速度依赖性，可以利用对力的有限温度修正，甚至在退相干时间尺度上的有限温度修正来跟踪量子摩擦的痕迹，因为这种依赖性的唯一证据提供了量子摩擦力存在的间接证据
2019-04-09 cond-mat.other hep-ph quant-ph
Dispersion interaction between two atoms in electromagnetic fields
本文提出了一种电磁场作用下原子-原子色散相互作用的新理论。该理论考虑了虚光子的吸收和发射，从而导致在非平衡动力学的情况下对相互作用势的共振贡献。
2008-06-16 quant-ph
Nonequilibrium atom-surface interaction with lossy multi-layer structures
讨论了有耗多层膜结构对非平衡原子-表面相互作用的影响。具体来说，重点在于一个完全非马尔可夫和非平衡描述的量子摩擦，波动引起的阻力作用在原子上移动的恒定速度和高度以上的多层结构。与非结构化的块状材料相比，多层系统的拖曳力大大增强，并且在其速度和距离依赖性方面表现出不同的区域。这些特征与超晶格结构中耦合界面极化激元的出现有关。我们的结果不仅是有用的量子摩擦的实验研究，但也突出了一种方法来定制的相互作用，通过简单地修改多层系统的结构组成。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Microscopic Quantum Friction
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）
本文提出微观量子摩擦的理论，通过研究两个基态原子的色散响应与相对质心运动的相互作用，揭示了量子力的产生机制及奇次项与内部耗散的关系，展示了室温下第一阶速度依赖的量子摩擦特性。
2026-01-19 quant-ph
Stochastic theory of lineshape broadening in quasielastic He atom scattering with interacting adsorbates
本文用相互作用单吸附质近似描述了相互作用吸附质的活化表面扩散，并将其应用于He原子准弹性散射实验中Na原子在Cu（001）表面的扩散，覆盖率达20%。这种近似基本上由求解具有两个噪声源和摩擦的标准朗之万方程组成：高斯白噪声占与衬底的摩擦，以及白散粒噪声，其特征在于由模拟吸附物-吸附物碰撞的碰撞摩擦。在200和300 K两个表面温度下，准弹性峰的展宽与实验数据符合得很好。
2008-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech quant-ph
Dispersion of Klauder's temporally stable coherent states for the hydrogen atom
研究了Klauder引入的氢原子的“时间稳定”相干态的色散。这些是在氢原子哈密顿量的时间演化下保持其相干性质的状态。我们表明，在氢原子中，这样的波包不准经典地移动;即，它们不遵循经典电子的开普勒轨道，没有或只有很小的色散。
1998-04-30 quant-ph
Motion induced radiation and quantum friction for a moving atom
研究了在静态非理想镜作用下，耦合到量子实标量场的原子的非相对论运动所产生的量子耗散效应。我们的研究包括两部分：第一部分，我们考虑自由空间中的加速运动，即切断与反射镜的耦合。这导致了运动感应辐射，我们通过真空持续振幅对其进行量化。在我们使用的模型中，原子被描述为一个量子谐振子（QHO）。我们表明，它的固有频率构成了一个阈值，该阈值将不同的制度，涉及或不涉及内部激励的振荡器，与一个光子的进一步发射。在耦合到场的更高阶处，可以借助于动态卡西米尔效应（DCE）来创建光子对。在第二部分中，我们打开耦合到镜子，我们描述了本地化的微观自由度。我们表明，这导致量子非接触摩擦的存在，以及在第一部分中考虑的自由空间发射的修正。后者类似于电介质对受激原子的自发发射的影响。我们已经发现，当原子被加速并靠近板时，为了获得真空持久振幅的有限结果，考虑电介质中的损耗是至关重要的。
2019-08-15 cond-mat.other hep-ph quant-ph
Motion-induced radiation due to an atom in the presence of a graphene plane
研究了在静态石墨烯平板中，原子的非相对论运动通过电偶极项与真空电磁场耦合产生的运动感应辐射。在计算了加速原子在真空中的发射几率后，我们计算了由于板的存在而引起的修正。结果表明，当原子靠近平板并沿垂直于平板的方向振荡时，平板的作用是增加发射几率，而当原子沿平行方向振荡时，平板的作用是抑制发射几率.我们还计算了原子平行于平板作匀速运动时的量子摩擦。我们证明了量子摩擦存在一个阈值：只有当原子的速度大于石墨烯中电子的费米速度时，才会发生摩擦。
2021-05-20 cond-mat.other hep-th quant-ph
Dispersion forces between an atom and a perfectly conducting wedge
本文研究了处于基态的可极化原子与由两个半无限导体板构成的楔形体的相互作用。使用基于主方程的形式主义，我们计算延迟和非延迟制度的原子上的色散力。
2008-06-07 quant-ph
Non-Perturbative Theory for Dispersion Self-Energy of Atoms
我们超越了有限尺寸原子色散理论中所用的近似级数展开式。我们证明了一个正确的，非微扰的，理论显着地改变了原子的色散自能。对于较小的惰性气体原子，非微扰理论与传统的级数展开理论相比给出了高达100%的修正。
2014-11-02 physics.atom-ph quant-ph
Engineering photonic dispersion relation and atomic dynamics in waveguide QED setup via long-range hoppings
College of Physics and Optoelectronics Engineering, Taiyuan University of Technology（太原理工大学物理与光电工程学院）；School of Integrated Circuits, Tsinghua University（清华大学集成电路学院）；Center for Quantum Sciences and School of Physics, Northeast Normal University（东北师范大学量子科学中心及物理学院）；Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education and Shanxi Province, Taiyuan University of Technology（太原理工大学先进换能器与智能控制系统教育部及山西省重点实验室）；Shanxi Key Laboratory of Precision Measurement Physics, Taiyuan University of Technology（太原理工大学山西省精密测量物理重点实验室）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Institute of Laser Spectroscopy, Shanxi University（山西大学激光光谱研究所量子光学技术与器件国家重点实验室）
通过长程跃迁工程光子波导中的色散关系，实现对原子动力学的精确控制，并展示其在定向原子辐射和吸收中的应用。
2025-12-03 quant-ph
Dispersion relations for stationary light in one-dimensional atomic ensembles
本文研究了不同能级方案下一维原子系综的光场色散关系。所有考虑的设置的统一特征是，向前和向后传播的量子场通过所施加的经典驱动器耦合，使得群速度可以在称为“静止光”的效应中消失。我们推导出所有考虑的方案的色散关系，突出它们之间的重要差异。此外，我们表明，额外的控制，可以通过将原子作为离散的散射体，并将它们放置在定义明确的位置。对于后者，多模传输矩阵理论的光的发展。
2016-11-15 quant-ph
Failure of local thermal equilibrium in quantum friction
近年来，在操纵原子和凝聚态系统方面的进展激发了人们对非平衡物理的兴趣，包括囚禁超冷原子和离子的多体动力学、近场辐射传热和量子摩擦。在大多数情况下，这种非平衡系统的复杂性需要一些近似，使理论描述易于处理。特别是，它通常被认为是空间分离的组件的系统热化与他们的直接环境，虽然系统的整体状态是不平衡的。这一强有力的假设将非平衡系统的复杂性降低到了有理有据的平衡概念的局部应用上。虽然这种技术似乎是一致的一些现象的描述，我们表明，它失败的量子摩擦低估约$80 \%$的大小的阻力。我们的研究结果表明，驱动，但稳态，量子系统的组件之间的相关性无效的局部热平衡的假设，要求这种方法来描述非平衡系统的物理的关键重新检查。
2016-04-21 quant-ph
Body-assisted dispersion potentials of diamagnetic atoms
本文导出了任意磁电体环境中具有抗磁性质的单原子和双原子的Casimir-Polder势和van der Waals势。计算是基于宏观量子电动力学和领先阶微扰理论。对于一个原子和一个完美的镜子和两个原子在自由空间中的例子，我们表明，抗磁色散势具有相同的符号，因为它们的电对应物，但可以表现出完全不同的距离依赖性。
2012-11-29 physics.atom-ph quant-ph
Quantum friction for a scalar model: spatial dependence and higher orders
本研究针对原子靠近材料平面匀速运动的标量模型，用微扰方法计算量子摩擦的跃迁振幅，给出平面特定区域自由度激发的单位时间概率密度，揭示该效应的空间特征，可为纳米器件设计等提供参考。
2023-08-25 hep-th quant-ph
Accurate Determination of Hubble Attenuation and Amplification in Expanding and Contracting Cold-Atom Universes
在膨胀的宇宙中，相对论性的标量场被认为会被“哈勃摩擦”所衰减，这是由基础时空度规的膨胀引起的。相反，在收缩的宇宙中，这种伪摩擦会导致放大。在这里，我们实验测量五倍更好的精度，哈勃衰减和放大的膨胀和收缩环形玻色-爱因斯坦凝聚体，其中声子类似于宇宙学的标量场。我们发现，所观察到的衰减或放大依赖于声子场的时间相位，这是唯一可能的非绝热动力学。哈勃摩擦力的测量强度与最近的理论不一致[J. M。Gomez Llorente和J. Plata，{ \it Phys. Rev. A} { \bf 100} 043613（2019）和S. Eckel和T.雅各布森，{ \it SciPost Phys.} { \bf 10} 64（2021）];因为我们的实验探测了这个理论范围之外的物理学-在中等厚度的环中具有大的激发-这表明了新物理学的存在。
2022-03-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
