Classical dynamics emerging from quantum dynamics in macroscopic bodies, a note with a simple example
使用非常普遍的和良好的宏观机构，即那些由许多自由度的统计物理学的想法，我们显示如何经典的行为的质心运动产生从一个完整的量子力学描述的整个身体的动力学。我们并不试图提供一个严格的证明后一种说法，而是，我们显示或至少表明，需要获得预期的结果的假设。此外，我们既不试图处理“最一般”的物理情况，相反，我们集中在一个小固体的程式化模型，但宏观，我们将称为“小石头”。主要的假设是，宏观物体可以分解成几个较小的碎片，仍然是宏观的，由于其组成原子的短程相互作用性质，这些碎片在统计上变得独立。随之而来的主要结果是，身体的广泛变量的量子分布成为尖锐的峰值。质量的质心变量是这种类型的，因此它们的动力学本质上是经典的。我们指出了外部势所起的至关重要的作用，在其中发生的运动，作为宏观代理，执行“测量”过程的质心。
2015-04-20 physics.hist-ph quant-ph
Dispersion forces in macroscopic quantum electrodynamics
在线性、色散和吸收介质中的宏观量子电动力学框架内对色散力的描述结合了基于标准量子电动力学的正常模式技术的方法和基于线性响应理论的方法的优点。它给出了物体间的力和物体存在时作用在原子上的力的普遍有效的表达式，同时非常清楚地表明了不同类型的色散力之间的密切关系。通过考虑例子，各种因素，如形状，大小，电和磁的属性，或干预介质上的力的影响进行了处理。由于基于宏观量子电动力学的方法不仅适用于平衡系统，它可以用来研究动力学效应，如任意激发原子上的力的时间演化。
2007-06-12 quant-ph
Motion of macroscopic bodies in the electromagnetic field
本文提出了一种计算电磁场对宏观介电体质心影响的理论，该理论在量子和经典两种情况下都是有效的。我们应用该理论找到经典的运动方程的质量中心的一个宏观对象在一个经典的领域，和一个初始本地化的波包表示的质量中心的一个小对象，在量子场的传播。经典的力被发现是一致的识别的亚伯拉罕动量与机械动量的光，和运动的波包被发现是受到加速度由于卡西米尔力，和时间依赖的波动运动由于创建对激发内的对象。该理论适用于任何介电常数满足Kramers-Kr唯一的关系，并且不受关于介质内电磁能量-动量张量的形式的争论的影响。
2013-01-17 physics.optics quant-ph
Casimir force acting on magnetodielectric bodies embedded in media
在宏观量子电动力学的框架内，Casimir力作用于线性和因果响应的磁介电体，可以嵌入到另一个线性和因果磁介电介质的一般表达式推导。与微观谐振子模型的问题的一致性。该理论适用于平面结构和适当的推广Casimir的和Lifshitz型公式。
2005-01-04 quant-ph
Probing atoms and molecules close to macroscopic bodies
该教授资格论文总结了作者在片上集成原子源制备、近场Casimir-Polder相互作用温度特性验证、纳米结构原子蒸气光谱基准研制及近表面分子气体光谱实验可行性探索方面的研究进展。
2023-12-19 physics.atom-ph quant-ph
Casimir force on amplifying bodies
基于宏观QED的统一方法，考虑到在有限的空间和频率范围内的放大效应，我们研究了Casimir力作为洛伦兹力作用在线性局部响应（各向同性）磁电体的任意部分放大系统上.我们证明，在一个弱极化/磁化放大对象在存在一个纯粹的吸收环境中的力可以表示为一个总和超过Casimir-波尔德力的激发原子内的身体。作为例子，计算了由受激原子的稀气体组成的平板与理想镜面之间的共振力。
2009-02-23 quant-ph
Casimir stress inside planar materials
目前的理论能够预测宏观物体之间的卡西米尔力，其精度仅受材料参数知识的限制。然而，令人惊讶的是，经过近70年的研究，虽然理论描述了物体之间的卡西米尔力，但宏观物体内部的力却知之甚少。本文从物理直观的图象出发，发展了非均匀平面介质中Casimir应力的宏观理论。我们的结果与文献[T. G. Philbin等人，Ann.Phys.（New York）325，579（2010）]，为一个迄今为止只在数值上进行过检验的猜想提供了数学和物理上的证明。我们的理论很可能是可扩展的，它可能为计算任意材料内部的卡西米尔力打开大门。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Study of decoherence of a superposition of macroscopic quantum states by means the consideration of a multimode state of a Schrodinger cat
量子薛定谔猫态在量子通信和量子光学中有着重要的意义。这些状态被用于各种科学领域，例如量子计算、量子纠错和高精度测量。对薛定谔猫态相干性的分析是其完全实用化的一项重要任务。我们开发的方法使得可以估计任意维度的量子薛定谔猫态的相干性，以及找到状态的干涉可见性-一个重要的光学特性。所获得的简单的定量关系的相干性和施密特数，以及开发的方法减少多维量子猫态的双模模拟，使我们能够分析宏观状态形成的大量的模式。给出了多模系统某些模式测量后产生的约化态的几个显式公式。研究结果对发展高维量子信息处理系统具有重要的应用价值。
2022-01-09 quant-ph
Scalar-Mediated Quantum Forces Between Macroscopic Bodies and Interferometry
本文提出物质守恒下有限的标量介导量子功与量子力计算框架，并指出短臂原子干涉仪可用于竞争性搜索轻标量粒子。
2023-07-24 hep-ph hep-th quant-ph
The role of geometry on dispersive forces
通过计算具有任意介电性质的不同球形颗粒和平面表面之间的能量，研究了几何形状对色散力的作用。能量是在非延迟极限使用光谱表示形式主义和计算两个宏观物体的表面等离子体之间的相互作用。能量是物体分离的幂律函数，其中指数值取决于系统的几何参数，如物体之间的分离距离，以及球体的短轴和长轴之间的纵横比。
2005-10-25 quant-ph
Quantum optomechanics of lossy bodies: general approach and structured squeezed vacuum effects
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
本文研究了在自由空间中外部量子照明下宏观耗散体所经历的总体光学力学力，通过改进的朗之万噪声公式推导了非平衡情况下麦克斯韦应力张量的时间平均期望值，展示了通过驱动散射场使用各向异性多模压缩真空态可产生非经典力。
2026-04-07 quant-ph
Some clarifications on the relation between Bohmian quantum potential and Mach's principle
马赫原理断言，一个物体的惯性质量与其他遥远物体的分布有关。这意味着在没有其他物体的情况下，单个物体没有质量。在这种情况下，谈论运动是不可能的，因为运动的检测只可能相对于其他物体。但在物理学中，我们面临的情况并不完全是马赫主义的。在广义相对论中，测地线是在没有任何物质的情况下存在的，因此运动是有意义的。另一个例子是我们讨论的主要话题，涉及到玻姆量子力学，其中单个粒子的惯性质量不会消失，而是被修改了。我们可以把这种单个粒子的运动或质量具有意义的情形称为伪马赫情形。在本文中，我们使用马赫或伪马赫的考虑来澄清在什么情况下以及马赫效应如何将我们引向玻姆量子力学。然后，我们将通过马赫的考虑得到Klein-Gordon粒子的Bohmian量子势及其高阶项，而不使用任何量子力学公设或算符形式。
2018-10-28 quant-ph
Detecting continuous spontaneous localisation with charged bodies in a Paul trap
连续自发局域化（英语：Continuous spontaneous localisation，CSL）是一种模型，它捕捉了量子理论的一类扩展的影响，这些扩展预计将由量子引力产生，并且是这样的，波函数坍缩是一个物理过程。这样一个过程的速率可能比迄今为止通过搜索设定的上限低得多，但仍然大大修改了量子力学的解释，解决了量子测量问题。因此，实验试图探索这一点。我们描述了一个实验，有可能延长CSL的灵敏度的许多数量级。该方法是检测加热的带电宏观物体的运动限制在保罗陷阱。讨论了检测方法和主要噪声源。我们发现，CSL与标准参数可以观察到使用振动隔离离子阱的大小为1厘米，在超低压，光学干涉检测。
2016-05-06 quant-ph
Theory of Quantum Friction
在这里，我们发展了一个全面的量子理论的量子摩擦现象。基于不稳定系统的宏观量子电动力学理论，我们计算了摩擦力的量子期望，并将摩擦效应与切伦科夫效应相关的系统不稳定性的出现联系起来。这些不稳定性可能会发生由于杂交的特定的导模支持的个别移动体，和选择规则的相互作用模式的推导。证明了即使相互作用体是无损耗的、由非色散介质构成的，也会发生量子摩擦效应。
2014-06-09 quant-ph
Quantum theory of an electromagnetic observer: classically behaving macroscopic systems and emergence of classical world in quantum electrodynamics
量子电动力学条件下的相互作用的物质实体，和它们之间的控制行动和反作用，被认为是。这种“介观量子电动力学”被证明与经典的随机电动力学共享其动力学结构。在形式上，我们证明了介观量子电动力学的所有一般关系可能被改写的形式缺乏普朗克常数。因此，介观量子电动力学服从于“在经典思维的同时进行量子电动力学”，允许人们在不损失任何一般性的情况下用本质上经典的考虑代替量子考虑。这些结果的量子测量理论的影响进行了讨论。
2015-07-20 quant-ph
A Model of Macroscopic Geometrical Uncertainty
本文提出了一个模型量子系统，用以描述大尺度下的大质量物体在平坦空间中的位置态，它不包括所有标准的量子自由度和引力自由度。该模型基于标准的量子自旋算符，算符被解释为位置而不是自旋，普朗克尺度长度$\ell_P$代替普朗克常数$\hbar$。代数是用来推导一个新的量子几何不确定性的方向，与方差由$\langle Δθ^2\rangle = \ell_P/L$在分离$L$，占主导地位的标准量子位置大于普朗克质量的机构的不确定性。该系统是离散的和全息的，并且如果换位子系数取精确值$\ell_P= l_P/\sqrt{4π}$，则与引力熵一致，其中$l_P\equiv \sqrt{\hbar G/c^3}$表示标准普朗克长度。提出了一种物理解释，连接运营商的经典位置在宏观极限的属性：近似局域性和因果关系出现在宏观系统中，如果多个机构的位置状态纠缠的接近。该解释预测了具有时间尺度$τ\approx L/c$上的方差$\langle Δθ^2\rangle $的相干方向波动，其导致相邻干涉仪之间的信号中的精确可预测的相关性。有人认为，这样的信号可以提供令人信服的证据普朗克尺度量子几何，即使在没有一个完整的动力学或基本理论。
2014-12-04 gr-qc hep-th quant-ph
Implementing the Deutsch-Jozsa algorithm with macroscopic ensembles
当今考虑的量子计算实现通常处理具有微观自由度的系统，例如光子、离子、冷原子和超导电路。量子信息通常存储在诸如量子比特的低维希尔伯特空间中，因为量子效应在这样的系统中是最强的。然而，已经证明量子效应可以在介观和宏观系统中观察到，例如纳米机械系统和气体系综。虽然已经用这样的宏观系统进行了几个量子比特的量子信息演示，但是还没有示出相对于经典算法显示指数加速的量子算法。在这里，我们表明，Deutsch-Jozsa算法可以实现与宏观合奏。我们使用的编码避免了通常困扰宏观实现的退相干的有害影响。我们讨论了两个映射程序，可以选择取决于甲骨文和实验的约束。这两种方法都有一个指数加速的经典情况下，只需要控制的合奏的总自旋的水平。结果表明，这两种方法重现量子比特Deutsch-Jozsa算法，是强大的退相干。
2016-04-29 quant-ph
Modified Schödinger dynamics with attractive densities
线性薛定谔方程并没有预言宏观物体应该只位于一个地方。量子力学教科书通常通过引入投影公设来解决这个问题，这迫使在位置测量过程中出现确定的值;也提出了许多其他解释。在这里，本着与GRW和CSL理论相同的精神，我们修改了薛定谔方程，以有效地消除空间中的宏观密度波动。而不是引入的随机动力学的GRW或CSL，我们假设一个确定性的动态，其中包括一个吸引力项的密度在空间中的德布罗意-玻姆位置的粒子。这自动确保了宏观的唯一性，因此状态向量可以被认为是物理实在的直接表示。
2015-06-30 quant-ph
Observation of quantum-measurement backaction with an ultracold atomic gas
目前微机械谐振器的研究致力于对宏观物体运动的量子极限检测。实现这一目标的先决条件是观察到与量子精密测量极限一致的测量反作用。然而，热噪声目前占主导地位的测量和排除基态准备的谐振器。在这里，我们建立了一个超冷原子气体的集体运动，严格限制在法布里-珀罗光学腔作为一个系统，研究宏观物体的量子力学。腔模结构选择一个单一的集体振动模式，该模式由腔的光学性质测量，由腔光场驱动，并受到该场的量子力波动的反作用。在实验上，我们通过测量腔内原子系综的腔光致加热来量化这种波动。这些测量代表了在标准量子极限下对宏观机械谐振器的反作用的第一次观察。
2008-04-22 quant-ph
Quantum entangled states of a classically radiating macroscopic spin
纠缠态是量子物理区别于经典物理的一个重要特征，也是量子技术的一个重要来源。然而，在这里，我们表明，纠缠也可以作为一个复合非线性辐射系统中出现经典行为的基本成分。我们考虑宏观自旋辐射源的辐射，例如原子系综的集体辐射。我们引入了一类新的宏观自旋态，相干辐射自旋态（CRSS），定义为SU（2）降低算符的渐近本征态。我们发现，在CRSS中的自旋发射辐射的经典类相干光，虽然CRSS本身是一个量子纠缠态，表现出自旋压缩。我们进一步表明，CRSS自然产生的Dicke超辐射和耗散Dicke相变的基础。因此，我们的CRSS理论为研究辐射的量子物理提供了新的概念，并在当前平台上应用，涉及原子或自旋的集合，它们在量子技术中的考虑，如计量学和激光，以及自旋系统的多体理论。
2022-04-12 quant-ph
Quantization of the Electromagnetic Field in Non-dispersive Polarizable Moving Media above the Cherenkov Threshold
本文研究了以可能超过切伦科夫阈值的恒速运动的非色散极化体系统中的宏观电磁场。结果表明，量子化系统一般是不稳定的，既没有基态，也不支持定态。量子化的哈密尔顿算子被写成与正频率和负频率相关联的量子谐振子，使得与对称频率相关联的谐振子通过不保持量子占据数的相互作用项耦合。此外，在线性区域中，只要运动物体的速度被强制为恒定，场的振幅可以无限制地增长。这需要施加有效泵送系统的外部机械力。
2013-10-03 quant-ph
Casimir-Lifshitz interaction between bodies integrated in a microelectromechanical/nanoelectromechanical quantum damped oscillator
Osipyan Institute of Solid State Physics RAS（俄罗斯科学院奥西皮扬固体物理研究所）
本文提出了一种理论，用于描述在宏观量子阻尼振荡器中嵌入的物体之间出现的类似Casimir力的分量，并展示了欧姆近似在扩展到电气电路中波动诱导力的集中元件描述中的重要性。
2026-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Macroscopic locality with equal bias reproduces with high fidelity a quantum distribution achieving the Tsirelson's bound
到目前为止，两个物理原理，宏观局域性（ML）和信息因果性（IC），在区分量子关联和后量子关联方面是最成功的。然而，也有一些后量子概率分布不能用这些原则来区分。因此，有趣的是，看看单独考虑这两个原理，以及一些额外的物理上合理的约束，是否可以解释一些有趣的量子特征，否则很难重现。在本文中，我们表明，在Bell-CHSH方案中，ML随着有关的观测量的等偏约束，几乎重现了量子联合概率分布对应的最大量子Bell破坏，这是唯一的重新标记。从这个例子和卡瓦尔康蒂、萨勒斯和斯卡拉尼的早期工作中，我们得出结论，IC和ML是不等价的物理原理;满足一个并不意味着另一个也满足。
2013-10-31 quant-ph
Periodic instanton method and macroscopic quantum tunneling between two weakly-linked Bose-Einstein condensates
采用一种新的方法研究了双阱势阱中两个弱关联的玻色-爱因斯坦凝聚体之间的隧穿。每个阱中原子之间的非线性相互作用产生有限的化学势，考虑到周期性瞬子，这导致了非常高的隧穿频率。这一结果可以用来解释新发现的宏观量子自陷（MQST）效应。此外，一种新的一阶交叉不同区域之间的预测。
2001-05-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Chaos and Quantum-Classical Correspondence
在接近宏观极限的情况下，研究了经典混沌模型的量子动力学。量子预测进行了比较，并与牛顿和刘维尔力学的经典预测。在这两种经典理论的情况下，详细分析了最佳量子-经典对应的时域标度。在这两种情况下，可观测量的对应关系被证明是打破了一个时间尺度上，增加非常缓慢（crummically）随着系统的大小。在量子刘维尔对应的情况下，这样短的时间尺度并不意味着对应的崩溃，因为在这个时间尺度上达到的最大量子刘维尔差异随着系统大小的增加而迅速减少（作为逆幂）。因此，混沌动力学的统计特性，如预期的那样，在宏观极限下，很好地描述了量子理论。相比之下，在对数时间尺度上达到的最大量子牛顿差异实际上与系统大小成比例地增加。由于哈密顿量的不变性对时变混沌坐标施加了函数约束，因此可以证明，如果量子预测被认为描述了单个混沌系统的坐标，那么它们也预测了运动的任何运动学或动力学常数的宏观违反。混沌系统的这些结果表明，一个有效的描述个别宏观机构的时变特性是不可用的标准解释框架内的量子理论。
2002-11-07 quant-ph
Manipulating the Coulomb interaction: A Green's function perspective
我们提出了一个统一的框架，用于研究库仑相互作用在任意环境中使用宏观量子电动力学的电磁格林函数的基础上。我们的理论可以用来推导单个带电粒子的库仑势，也可以用来推导任意形状的介质、物体和界面中两个电荷之间的库仑势。为了证明这一点，我们重现了著名的屏蔽库仑力，占局部场效应，并考虑新的情况下，如一个电介质腔和导电板与孔。
2017-05-18 quant-ph
Quantum rotations of nanoparticles
微尺度刚体的旋转表现出明显的量子现象，而这些现象在其质心运动中不存在。通过在超高真空中悬浮纳米颗粒，研究人员正在开发一个有前途的平台，用于在未探索的质量和尺寸范围内观察和利用这些量子效应。最近的实验和理论突破证明了对纳米级旋转的精确控制，为旋转叠加的第一次桌面测试和下一代超精密扭矩传感器奠定了基础。在这里，我们回顾了最先进的实验状态，并讨论了有前途的宏观量子旋转的路线。
2021-03-25 quant-ph
Gravitationally induced transition to classical behavior above 10^10 proton masses
在不使用任何唯象常数的情况下，得到了由引力引起的物质块质心运动的定域长度。它对质量和体积的依赖性既与微观粒子的幺正演化相一致，又与解释量子测量中波函数坍缩所需的宏观物体的经典行为相一致，两种状态之间的过渡相当尖锐。非相对论性物质的引力相互作用由具有消失的π介子质量的汤川哈密顿量建模，不需要引力背景，唯一的假设包括假设物质和汤川场之间的非纠缠。
2000-07-20 quant-ph
Typicality of thermal equilibrium and thermalization in isolated macroscopic quantum systems
基于热平衡应该通过宏观观测来刻画的观点，我们发展了宏观量子系统中热平衡的典型性和热平衡的途径的一般理论。我们首先用公式表示孤立量子系统中的纯态代表热平衡的概念。然后，通过假设或证明在某些非平凡模型（包括热接触的两体模型）中微正则系综的大偏差型边界（我们称之为热力学边界），证明了表征热平衡是微正则能量壳层中纯态的一个典型性质.我们相信，这种典型性，以及统计力学在经验上的成功，为均衡统计力学提供了一个合理的理由。我们还建立了两种不同假设下的热平衡的方法，一个是初始状态有一个温和的能量分布，另一个是能量本征态热化假设。
2016-03-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Measurement of Quantum Geometry Using Laser Interferometry
起源于普朗克尺度的新的时空量子自由度，可以在宏观尺度上的大质量物体的横向位置中产生相干的不确定性和噪声。费米实验室正在进行一项实验，利用相邻的一对迈克耳孙干涉仪的相关信号，探测或排除普朗克谱密度的横向位置噪声。探测将打开量子时空的实验窗口。
2013-07-09 gr-qc quant-ph
Quantum Geometry and Interferometry
所有现有的实验结果目前解释使用经典几何。然而，有理论上的理由怀疑，在更深的层次上，几何学作为普朗克尺度下量子系统的近似宏观行为而出现。如果突现量子几何中的方向不对易，新的量子几何自由度可以产生可检测的宏观偏离经典：空间相干，任何一对世界线之间的横向位置不确定性，位移幅度远大于普朗克长度。分离物体的位置相互纠缠，并经历量子几何波动，这些波动不能用度规波动或引力波来描述。这些波动既可以清楚地识别，也可以使用干涉仪排除。费米实验室正在进行一项实验室尺度上的时空经典相干性的普朗克精度测试。
2012-08-17 gr-qc quant-ph
The robustness of a many-body decoherence formula of Kay under changes in graininess and shape of the bodies
在"牛顿量子引力中宏观封闭系统的退相干"（Kay B S 1998 Class.量子重力15 L 89-L98）有人认为，给定多体薛定谔波函数，x_N），考虑量子引力效应，然后在引力场上追踪，等于乘以位置空间密度矩阵ρ（x_1，. x_N; x_1'，...，x_N'）= n（x_1，...，x_N）n *（x_1 '，...，x_N '）乘以乘法因子，如果位置{x_1，...，x_N; x_1'，...，x_N '}都比R彼此远离得多，可以很好地近似为（（|x_K-x_K'|/R）（|x_I'-x_J|| x_I-x_J'|/|x_I-x_J|| x_I '-x_J'|））^{-24M^2}.这里我们证明，如果每个均匀质量的球被一个颗粒状的球或由n个质量为m、半径为r的均匀分布的小球组成的类似大小的更一般形状的块所代替，并且在上述公式中，R被r代替，M被m代替，并且乘积在所有小球的所有Nn个位置上取，则通过用新值R_eff替换原始公式中的R来很好地近似结果。这表明，原始公式将普遍适用于物理上现实的块状物--无论是具有颗粒的普通物质的宏观块状物，原子核等，还是具有自己的（量子）颗粒状子结构的原子核本身--只要R被适当地选择。对于一个由n=（2L+1）^3个半径为r的小球（L > 0）组成的立方体块，其中心位于一个间距为a（假定远大于2 r）、边长为2La的立方体晶格的顶点，我们建立…
2006-01-27 gr-qc quant-ph
