Physical Model of the Fluctuating Vacuum and Photon as its Elementary Excitation
本文提出了一个涨落真空和光子作为元集体激发的孤针圆柱形物理模型。我们假设FlcVcm是一致的中性dynamides，这是流线型的紧密堆积的晶格。每个动力素都是一个中性对，由无质量的相反的点状基本电荷（ElmElcChrgs）：电子子（-）和正电子子（+）保持一致。在一个平衡位置上，每一个动力素中的两个相反的Pnt-Lk ElmElcChrgs彼此非常接近，因此它的总极化和ElcFld也为零。然而，在电子子和正电子子的其余部分中没有质量，使得它们有可能显示出它们自己的QntElcMgnFlds的无穷小惰性和大的流动性，这使得它们能够在更长的时间内在非平衡扭曲位置被发现。动力素的集合ElcFld提醒我们，它可以被认为是电准偶极子的QntElcFld，因为无质量的电子子和正电子子具有相同的惰性。每个动力子的集合体ElcFld使最近的相邻动力子极化，因为它们相互作用，因此它们的光子表现出波的性质和行为。为了得到RlPhtns发射和吸收的明确物理证据和真实的物理解释，我们用Fermi方法，通过求解Schrodinger二次微分波动方程对库仑势和Lorentz摩擦力的偏导数，确定了SchEl在混合态下的波函数展开系数随时间的变化关系。
2002-10-31 quant-ph
Photon generation from vacuum in nondegenerate cavities with regular and random periodic displacements of boundaries
研究了三维理想腔体边界周期运动的涨落对真空中由于非定常Casimir效应产生光子的影响。
2003-08-26 quant-ph
Shaping the quantum vacuum with anisotropic temporal boundaries
时间超材料赋予波操纵的新形式，并直接应用于量子态变换。在这项工作中，我们研究真空放大效应在各向异性的时间边界。我们的研究结果从理论上表明，时间边界的各向异性提供了控制所产生的光子的角分布。我们分析了几个单层和多层配置的各向异性的时间边界，每个具有不同的真空放大效应。例子包括沿特定方向的光子产生的抑制，共振和定向真空放大，角度和频率光子梳的产生，以及抑制和共振光子产生之间的快速角度变化。
2022-08-23 physics.optics quant-ph
Inertial forces and dissipation on accelerated boundaries
我们研究了由于惯性力作用于物质场的耗散效应，这些物质场被限制在$1+1$、$2+1$和$3+1$维的加速边界上。这些物质场描述了“镜子”的内部自由度，并在它们被定义的表面上施加了波动的“真空”场的边界条件。我们构建了不同的模型，包括标量或狄拉克物质场耦合到真空标量场，并使用有效的行动技术来计算耗散的强度。在无质量狄拉克场的情况下，结果可以用来描述加速石墨烯片上的惯性力。
2010-11-01 hep-th quant-ph
Calculating Vacuum Energies in Renormalizable Quantum Field Theories: A New Approach to the Casimir Problem
Casimir问题通常被看作是涨落量子场对外界边界条件的响应。然而，实际上，没有任何相互作用强到足以对波动场的所有频率施加边界条件。我们构造了一个更物理模型的情况下，通过耦合的波动场，以实现在一定的限制边界条件的光滑的背景势。为了研究这个问题，我们发展了计算重整化单圈量子能量和能量密度的一般新方法。本文利用散射数据的解析性质计算了虚动量下与时间无关的背景场中的格林函数。我们的计算方法是特别有用的奇异极限的数值研究，因为它避免了振荡或需要取消指数增长和衰减的因素。为了重整化，我们确定了潜在的分歧贡献的卡西米尔能源与低订单的波恩系列的格林函数。我们减去这些贡献，并添加回相应的费曼图，我们结合了固定的反项施加标准重整化条件的低阶格林函数。由此得到的Casimir能量和能量密度是光滑背景势的有限泛函。然而，在一般情况下，卡西米尔能量发散的边界条件限制。这种发散是真实的，反映了在所有能量尺度上约束涨落场所需的无限能量;可重整化的量子场论没有特别的表面反项。我们应用我们的方法简单的例子来说明这些微妙之处无效的边界条件方法的结论的情况下。
2002-07-13 cond-mat gr-qc hep-ph
On the energy-momentum tensor for a scalar field on manifolds with boundaries
我们认为，已经在经典水平的能量动量张量的标量场流形上的边界，除了散装部分包含位于边界上的贡献。利用标准的变分方法，得到了任意体几何和边界几何条件下的表面能-动量张量的表达式。研究了积分守恒律。构造了相应的守恒电荷，并讨论了它们与本征密度的关系。进一步研究了相应的量子场论中能量动量张量的真空期望值。它表明，在能量动量张量的表面项是必不可少的，以获得真空能量之间的平等，评价为每个正常模式的频率的零点能量的总和，和相应的真空能量密度的积分得到的能量。作为应用，我们利用zeta函数方法计算了球壳内量子标量场的表面能。
2003-12-12 gr-qc hep-th quant-ph
Wightman function and scalar Casimir densities for a wedge with two cylindrical boundaries
研究了具有一般曲率耦合参数的大质量标量场在具有两个共轴圆柱边界的楔形体内部的Wightman函数、场平方的真空期望值和能量动量张量。假设场在边界曲面上服从Dirichlet边界条件。广义阿贝尔-普拉纳公式的一个变体的应用，使提取的期望值的贡献对应的几何形状的楔形与一个单一的壳，并提出干扰部分的指数收敛积分。在参数的各个渐近区域中研究了真空的局部性质。作用在边界上的真空力表示为自作用项和相互作用项之和。结果表明，边界的各个部分之间的相互作用力总是吸引的。讨论了推广到具有Neumann边界条件的标量场的情形。
2007-08-22 hep-th quant-ph
Entanglement dynamics for circularly accelerated two-level atoms coupled with electromagnetic vacuum fluctuations
在开放量子系统的框架下，研究了Minkowski真空中两个具有相同向心加速度的二能级原子与涨落电磁场相互作用系统的纠缠动力学.我们假设两个原子在垂直于旋转平面的方向上同步旋转，通过求解马尔可夫主方程，研究了纠缠的退化、产生、恢复和增强.与标量场的情况不同，纠缠动力学的发展与原子的极化密切相关，极化方向影响纠缠的衰减速率，并决定纠缠的产生、恢复和增强。与匀加速和热加速情形相比，圆加速原子的纠缠衰减率较大，而恢复率和增强率较小。
2019-05-21 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum entanglement for atoms coupling to fluctuating electromagnetic field in the cosmic string spacetime
研究了宇宙弦时空中两原子与涨落电磁场耦合的纠缠动力学。我们计算了不同条件下的纠缠度。结果表明，纠缠行为与真空涨落、时空拓扑、原子间距和原子极化方向有关。纠缠在经过长时间的演化后会消失，这意味着受电磁涨落影响的纠缠不能维持很长时间。对于不同的时空拓扑结构，纠缠表现出不同的行为依赖于不同的参数。当亏损角参数$ν=1$和原子弦距离趋于无穷大时，恢复了平坦时空中的结果。当两个原子靠近弦时，纠缠度可以得到改善，特别是当两个原子位于弦上且轴向没有极化时，原子不受电磁涨落的影响，纠缠度可以保持不变。当两原子间距较大时，纠缠随原子-弦距离的变化呈现振荡行为。这表明弦的存在深刻地改变了真空涨落和原子与光场的相互作用。另外，当两原子间距较小时，纠缠度得到了较好的改善。许多参数和条件为我们提供了更大的自由度来控制纠缠行为。原则上，这有助于理解宇宙弦时空的拓扑结构和性质，并区分不同的时空类型。
2020-03-01 quant-ph
Quantum gravitomagnetic interaction
在线性化量子引力框架下，研究真空中涨落引力磁场诱导的非点状物体间的量子引力磁相互作用，通过四阶微扰理论推导出相互作用能，其近程和远程分别呈$r^{-10}$和$r^{-11}$依赖关系，且在大引力磁极化率下显著。
2024-06-25 gr-qc hep-th quant-ph
Vacuum Casimir energy densities and field divergences at boundaries
我们考虑和审查出现的奇异能量密度和场起伏的尖锐边界或点状场源在真空中。场的奇异能量密度的存在从概念的观点来看可能是相关的，因为它们有助于系统的自能。它们还应该产生显著的引力效应。我们首先考虑金属边界与真空之间的界面的情况，并通过从电介质到理想导体的适当限制，得到界面处的奇异电和磁能密度的结构。然后，我们考虑的情况下，一个点状源的电磁场，并表明，也在这种情况下，电和磁能密度显示在源位置的奇异结构。我们讨论如何，在这两种情况下，这些奇异性给系统的电磁自能的重要贡献，而且，他们解决了一个明显的不一致的空间积分的字段能量密度和平均值的字段哈密顿量之间。奇异行为，我们发现软化，甚至消除，边界波动的空间和扩展的场源。我们详细讨论的情况下，反射边界是不是固定在空间中，但被允许移动的平衡位置，其位置的量子涨落的影响下。具体地说，我们考虑一个简单的情况下，一维无质量的标量场在一个腔室与一个固定和一个移动的壁描述的量子力学。与固定壁的情况相比，我们研究了壁的可能运动如何改变真空涨落和场的能量密度。此外，我们明确地显示了如何波动运动的墙壁涂抹了在边界处的字段能量密度的奇异行为。
2015-05-14 hep-th quant-ph
Detecting modified vacuum fluctuations due to presence of a boundary by means of the geometric phase
通过将原子看作一个开放量子系统，研究了轨道平行于反射边界的惯性原子由于与电磁场的真空涨落的耦合而获得的几何相位，并指出由于边界的存在而改变了场的量子涨落，从而使相位具有位置依赖性.因此，我们的结果表明，在涉及几何相位的实验中检测真空涨落的一种可能的方法。
2012-12-12 hep-th physics.atom-ph quant-ph
Quantum Fluctuations of Mass for a Mirror in Vacuum
真空中的镜子与涨落量子场耦合。因此，它的能量动量和质量波动。本文计算了真空中静止镜面（二维时空中的标量场）的力和质量涨落的关联谱。所得到的表达式与等于镜所储存的真空能量的质量校正一致。我们引入了一个拉格朗日模型，它一致地描述了一个标量场耦合到一个散射体，与惯性质量是一个量子变量。
1998-01-30 quant-ph
Classical enhancement of quantum vacuum fluctuations
我们提出了一种通过经典场增强真空涨落的机制。其基本思想是，如果一个可观测量平方地依赖于一个量子场，例如电场，那么经典场的应用会在经典场和量子场之间产生一个交叉项。这个交叉项可能比纯量子部分大得多，但也经历了量子场驱动的波动。我们说明了这种效应在一个模型中的光锥波动涉及脉冲在非线性电介质。真空电场的涨落产生探测脉冲速度的涨落，并形成量子引力效应的模拟模型。如果材料具有非零的三阶极化率，则光速的分数波动与波动电场的平方成比例。因此，经典电场的应用可以增强速度波动。我们给出一个例子，这种增强可以是一个数量级的增加，增加观察效果的可能性。
2016-09-26 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement dynamics for uniformly accelerated two-level atoms coupled with electromagnetic vacuum fluctuations
研究了两个匀加速原子的纠缠动力学，原子的加速度与它们的分离方向垂直。将双原子系统视为Minkowski真空中与涨落电磁场耦合的开放系统，在Born-Markov近似下导出了描述双原子系统时间演化的完全正的主方程。特别是，我们研究的纠缠退化，产生，复苏和增强的现象。与标量场情形相反，纠缠动力学主要依赖于原子的极化方向。对于具有一定加速和分离的两原子系统，原子的偏振方向可能决定纠缠的产生、恢复或增强，而对于纠缠的退化，原子的偏振方向影响纠缠的衰减速率。比较了处于Unruh温度的热浴中的静态原子和加速原子的纠缠演化，发现只有当加速度非常小时，它们才是相同的。
2016-10-01 gr-qc hep-th quant-ph
Spectral description of fluctuating electromagnetic fields of solids including a self consistency
提出了另一种评价固体热场谱相关特性的方法。这种方法考虑了将一个体区域与真空区域的那些体区域分离的界面过渡层的详细结构。这里的主要元素是固体的任意非均匀电子子系统的表面线性响应函数。除了直接使用已知的响应函数外，例如在流体动力学方法中，所建议的方法允许基于时间相关的密度泛函理论自洽地计算响应函数。线性响应函数的自洽计算，然后应用波动耗散定理产生的波动电荷和电流的关联函数的谱功率密度。这一系列行动的最后一步，旨在获得在任何距离的固体热场的光谱相关特性。
2013-03-08 quant-ph
Quantum Vacuum in Matter
本文探讨了通过光子腔精心设计量子真空以修饰材料电子和振动状态的“真空修饰”材料研究，综述了真空修饰凝聚态系统的最新进展、增强真空场的腔体设计及面临的开放性挑战。
2025-06-02 physics.optics quant-ph
Spontaneous excitation of an accelerated atom coupled with quantum fluctuations of spacetime
引力量子化的一个直接结果是量子引力真空涨落，它在引力极化的原子中引起四极矩。本文研究了真空中具有匀加速$a$的可引力极化原子与涨落量子引力场相互作用的自发激发，并与Unruh温度下热引力子浴中的静态原子的结果进行了比较.我们发现，在时空涨落作用下，真空中匀加速原子和热浴中静止原子都有可能从基态跃迁到更高的激发态.跃迁率中出现与$a^4$和$a^2$成正比的项表明匀加速和热场之间的等价性丧失。
2019-07-24 gr-qc hep-th quant-ph
Casimir densities for wedge-shaped boundaries
研究了Dirichlet边界条件下的标量场和具有同轴圆柱边界的楔形体中的电磁场的场平方和能量动量张量的真空期望值。在电磁场理想传导的情况下，在边界表面上假设边界条件。利用Bessel函数零点级数的Abel-Plana型公式，给出了真空期望值的两项之和形式.第一个对应于没有圆柱形边界的几何形状，第二个是由圆柱壳的存在引起的。额外的真空力作用在楔侧由于圆柱形边界的存在下进行评估，它表明，这些力量是有吸引力的标量和电磁场。
2008-10-29 hep-th quant-ph
What is the Regularized Casimir Vacuum Energy Density?
有边界时空中的正则化Casimir总能量一般不等于正则化能量密度的积分。这个矛盾的现象是最透明的分析在1+1维的无质量标量场的简单例子限制到一个线元素的长度$L$和遵守Dirichlet边界条件。
1997-01-17 hep-th 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
Fluctuating hydrodynamics, current fluctuations and hyperuniformity in boundary-driven open quantum chains
我们考虑一类由边界处的耗散相互作用驱动的费米子或玻色子非相互作用开放量子链，并研究相干输运和耗散过程（如体退相和扩散）的相互作用。从微观配方，我们表明，在大尺度上的动态可以描述在波动的流体力学。这是一个重要的简化，因为它允许我们应用宏观涨落理论的方法来计算时间积分电流的大偏差（LD）统计。特别是，这使我们能够表明，费米开链显示三阶动力学相变在LD功能。我们表明，这种转变表现在一个奇异的变化轨迹的结构：而典型的轨迹是扩散，罕见的轨迹与非典型电流的弹道和超均匀的空间结构。我们证实了这些结果通过克隆方法的罕见轨迹的数值模拟合奏，并通过精确的数值对角化的微观量子发电机。
2017-11-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Casimir Stabilization of Fluctuating Electronic Nematic Order
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Harvard University（哈佛大学）
通过Casimir能稳定双轴序，利用电磁环境各向异性增强量子霍尔条纹的稳定性。
2025-11-23 cond-mat.str-el quant-ph
Scalar Casimir densities for cylindrically symmetric Robin boundaries
研究了具有一般曲率耦合参数的有质量标量场在两个同轴圆柱边界之间的Wightman函数、场平方真空期望值和能量动量张量.它是假设该领域服从一般罗宾边界条件上的边界面。广义阿贝尔-普拉纳公式的一个变体的应用允许从期望值中提取来自单个壳体的贡献，并以指数收敛积分的形式呈现干扰部分。作用在边界上的真空力表示为自作用项和相互作用项之和。第一个包含众所周知的表面发散，需要进一步的重整化。圆柱边界之间的相互作用力是有限的，并且对于Dirichlet标量和Neumann标量的特殊情况是有吸引力的。对于一般的罗宾情况下，相互作用力可以是吸引力或排斥力，这取决于边界条件中的系数。总的Casimir能量的估计使用zeta函数正则化技术。它表明，它包含一个部分，这是位于边界曲面。导出了表面能干涉部分的计算公式，并对能量平衡进行了讨论。
2006-05-03 hep-th quant-ph
Scalar Casimir effect in a linearly expanding universe
本文研究了在线性扩展的平坦Friedmann-Robertson-Walker时空背景中，由两个平面边界诱导的大质量标量场的量子真空效应.对于Robin边界条件和一般的曲率耦合参数，给出了一套完整的模态函数，并计算了相应的Hadamard函数。结果指定的绝热和共形真空状态的最重要的特殊情况下。研究了大质量共形耦合场的真空场平方和能量动量张量的期望值。真空能量动量张量，除了对角分量，有非零的非对角分量描述沿垂直于板的方向的能量通量。在离边界的距离大于背景时空的曲率半径时，引力场对真空态局部特性的影响是必不可少的。与闵可夫斯基体相反，在大的距离上，边界诱导的期望值对于无质量场和有质量场都遵循幂律。另一个不同之处是，如果相应的罗宾系数不同，则作用在单独板上的卡西米尔力不一致。当两板间距较大时，力的衰减是幂律的.我们表明，在宇宙膨胀的力量可能会改变符号。
2018-01-18 gr-qc hep-th quant-ph
Casimir effect for scalar current densities in topologically nontrivial spaces
我们评估的Hadamard函数和真空期望值（VEV）的电流密度的带电标量场，诱导的时空中的任意数量的环面紧致空间维度的平坦边界。场算子在边界上服从Robin条件，在紧维上服从具有一般相位的拟周期性条件。此外，还假设了一个常值规范场的存在。后者对VEV诱导Aharonov-Bohm型效应。在Robin边界条件的参数空间中存在一个真空态变得不稳定的区域。稳定性条件依赖于紧维数的长度，比平凡拓扑背景下的条件限制更少。真空电流密度是磁通量的周期函数，被紧凑的维度包围，周期等于通量量子。它被明确地分解为边界自由和边界诱导的贡献。与场平方和能量动量张量的VEV形成鲜明对比的是，电流密度不包含表面发散。此外，对于Dirichlet条件，它在边界上消失。边界上的电流密度的正常导数消失的Dirichlet和Neumann条件和非零的一般罗宾条件。当平板间距小于其他尺度时，非Neumann边界条件和Neumann边界条件下的电流密度行为有本质的不同。在前一种情况下，板之间的区域中的总电流密度趋于零。在Neumann边界条件下，电流密度主要由干涉部分决定，与分离度成反比。
2015-07-31 gr-qc hep-th quant-ph
Effect of boundaries on vacuum field fluctuations and radiation-mediated interactions between atoms
在本文中，我们讨论和审查的边界条件和结构化环境的色散和共振相互作用涉及原子或分子，以及真空场的起伏的影响的几个方面。我们首先考虑的情况下，一个完美的镜子，这是自由地围绕平衡位置和其机械自由度的量子力学处理。我们调查如何的量子涨落的镜子的位置影响真空场的波动为一个一维标量和电磁场，显示的效果是特别显着的移动镜附近。由于场的能量密度与重力耦合，这个结果也可能与可能的重力效应有关。我们强调，这种相互作用引起的真空场波动的修改可以通过与极化体的Casimir-Polder相互作用来探测，从而允许检测镜的量子位置波动的影响。然后，我们考虑的环境，如各向同性的光子晶体或金属波导，对两个纠缠的相同的原子之间的共振相互作用，一个激发和其他的基态。讨论了在前一种情况下，共振相互作用与原子跃迁频率与光子晶体带隙的相对位置的强相关性，在后一种情况下与波导截止频率的强相关性.
2017-08-23 quant-ph
Boundary divergences in vacuum self-energies and quantum field theory in curved spacetime
众所周知，量子场的边界条件在边界附近产生重整化能量动量张量的发散。虽然与计算不同物体之间的卡西米尔力无关，但自能耦合到引力，并且发散原则上可能产生大的引力效应。我们提出了一个分析的背景下，在弯曲空间的量子场论的问题。我们的模型由一个量子标量场耦合到一个经典场，在一定的限制，施加Dirichlet边界条件的量子场。我们表明，该模型是重整化的，并在重整化的能量动量张量的分歧消失足够光滑的接口。
2011-10-17 gr-qc hep-th quant-ph
Protecting quantum coherence of two-level atoms from vacuum fluctuations of electromagnetic field
在开放量子系统的框架下，研究了静态极化二能级原子与涨落真空电磁场相互作用系统的动力学行为，探讨了在何种条件下开放量子系统的相干性完全不受环境的影响.对于单量子比特和双量子比特系统，我们发现当原子与无边界电磁场相互作用时，量子相干性不能被噪声所抑制。然而，在边界存在的情况下，只有当原子靠近边界并且是横向可极化的时，才满足量子相干性不受影响的动力学条件。否则，只能在其他极化方向上对量子相干性进行一定程度的保护。
2015-09-23 quant-ph
Generalized Abel-Plana formula as a renormalization tool in quantum field theory with boundaries
本文应用推广的Abel-Plana公式研究了带边界流形上的单圈量子效应。这允许从真空期望值的本地物理观测值的部分对应的几何形状没有边界，并提出边界诱导的部分在积分强收敛的点远离边界。其结果是，重整化过程为这些可观的程序减少到相应的程序的块体无边界。
2006-09-13 hep-th math-ph math.MP
Gravity, energy conservation and parameter values in collapse models
我们把CSL坍缩理论的概率规则解释为：引起坍缩的标量场是具有两个源的引力曲率标量场，即质量密度的期望值和一个白噪声涨落源。我们研究了两种模型的波动源，双极波动和偶极波动，并表明，这些对应于两个众所周知的崩溃模型。我们将CSL的两个GRW参数与基本常数联系起来，解释了能量增加是由于真空引力能的损失。它示出了如何与半经典重力的问题可能被治愈时，它与CSL崩溃模型相结合。
1995-03-27 quant-ph
Quantum electrodynamics of lossy magnetodielectric samples in vacuum: modified Langevin noise formalism
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
本文通过建立电磁场的规范量子化，推导出修正的兰格vin噪声形式化，证明其能描述任何线性、非均匀和磁电样品的场景。
2024-07-02 quant-ph
Casimir-Polder-like force on an atom outside a Schwarzschild black hole
在开放量子系统框架下，计算了Boulware真空和Unruh真空中球对称黑洞外静态二能级原子与涨落无质量标量场相互作用时的基态能级位移.我们发现，能级移动是位置相关的，从而引起了一个力的原子上除了经典的引力。对于Boulware真空的情况，它代表了一个没有坍缩通过其事件视界的恒星，这种力在视界附近是吸引力，在远离黑洞的地方是排斥力，其行为为$r^{-3}$。对于代表辐射黑洞的Unruh真空的情况，我们发现由于霍金辐射的存在对Casimir-Polder-like力的贡献总是吸引的，并且值得注意的是，这种吸引力在事件视界发散。
2011-09-26 gr-qc quant-ph
The generalized Abel-Plana formula with applications to Bessel functions and Casimir effect
计算卡西米尔效应中物理观测值的真空期望值的最有效方法之一是使用Abel-Plana求和公式。这使得在一个明显的截断独立的方式导出重整化量，并提出他们的形式强收敛积分。然而，当本征模与量子数有简单的关系时，阿贝尔-普拉纳公式的应用通常受到简单几何的限制。推广了Abel-Plana公式，从根本上扩大了它的应用范围。在此基础上，得到了贝塞尔函数组合零点上的各种级数和涉及这些函数的积分的公式。这些结果推广了文献中的特殊情况。此外，推导出的求和公式已被用来总结系列所产生的直接模式求和方法的Casimir效应的球形和圆柱对称的边界，边界移动均匀的固有加速度，并在各种braneworld的情况下。这允许从真空期望值的本地物理观测值的部分对应的几何形状没有边界，并提出边界诱导的部分在积分强收敛的点远离边界。其结果是，重整化过程，这些可观的减少到相应的程序块无边界。本文综述了这些结果。我们还旨在收集真空期望值的本地物理观测值，如场平方和能量动量张量在流形上的各种散装和边界几何形状的边界。
2007-08-08 hep-th math-ph math.GM
Dephasing in an atom
当真空中的原子靠近电介质表面时，波动电磁场的能量取决于它们之间的距离，这就产生了所谓的范德华力。除了这种波动现象之外，还有一种波动现象与平均电场的形成有关，它相当于一个序参量。在这种情况下，由于电介质的极化和局部分布在电介质中的平均电场的产生，原子电子被定位在靠近原子的原子距离内，并且与裸原子相比，总基态能量更大。这种现象与通常的铁电性有很大的不同，它有一个纯粹的量子起源，与原子中波动电子态的退相引起的干扰的破坏有关。
2011-04-10 quant-ph
Casimir stress in an inhomogeneous medium
利用Lifshitz电磁真空能量理论研究了非均匀介质中的Casimir效应。选择一个连续依赖于一个笛卡尔坐标的介电常数函数，在每一侧由齐次介电常数约束。Casimir应力的结果在非均匀区域内的任何地方都是无穷大的，这种发散对于具有平面边界的分段均匀边界是不会发生的。可以从无限大应力中提取出单位体积的Casimir力，但它在非均匀介质和均匀介质之间的边界上发散。另一种正规化的真空应力被认为是删除在小距离的不均匀性的贡献，其中宏观电磁是无效的。交替正则化在非均匀区域内产生有限的Casimir应力，但在均匀区域的边界上，每单位体积的应力和力发散。因此，平面边界的非均匀散射的情况超出了目前对卡西米尔效应的理解。
2009-09-16 quant-ph
Detection of quantum-vacuum field correlations outside the light cone
根据量子场论，空的空间--除去所有真实激发的理论的基态--根本不是空的，而是充满了量子真空涨落。它们的存在可以通过一系列现象来表现，例如卡西米尔力、自发发射或色散力。这些涨落场在光锥之外的时空点之间具有相关性，也就是说，在根据狭义相对论因果不连通的点之间具有相关性。一个违反直觉的结果是，两个最初不相关的量子物体在空的空间（量子真空）中，位于因果分离的时空区域，因此无法交换信息，可以变得相关。利用电光采样，我们已经实验证明了非因果连接的时空点的真空场的相关性的存在。这一结果是通过检测和分析两个195 fs激光脉冲之间的真空诱导相关性得到的，这两个激光脉冲通过非线性晶体传播，飞行时间为470 fs。我们的理论揭示了绝大多数的相关性来自光锥之外的时空点。这项工作标志着在分析真空关联的时空结构的量子场论的第一步。
2021-11-03 quant-ph
Entanglement of resonantly coupled field modes in cavities with vibrating boundaries
我们研究了具有振荡边界的理想腔体中电磁场共振耦合模之间的各种纠缠度量（协方差纠缠系数、纯度纠缠系数、归一化距离系数、熵系数）的时间依赖性。两种类型的腔被认为是：一个三维腔具有本征频率$ω_3=3ω_1$，其壁振荡的频率$ω_w=2ω_1$，和一个一维（法布里-珀罗）腔具有等距频谱$ω_n= nω_1$，当完美的反射镜之间的距离振荡的频率$ω_1$和$2ω_1$。在这些情况下，纠缠度量的行为是完全不同的，尽管所有三个系数在每种情况下都表现出定性相似的时间依赖性（除了一些特定的情况，其中协方差纠缠系数，基于协方差子矩阵的迹线，似乎本质上比其他度量更敏感，这是基于协方差子矩阵的行列式）。不同的初始状态的字段被认为是：真空，压缩真空，热，Fock，偶/奇相干态。
2002-09-25 quant-ph
On the calculation of the Casimir forces
卡西米尔力是由边界插入引起的真空零点能量变化的表现。我们展示了如何可以计算卡西米尔力的考虑被抑制的边界的真空波动，并重新推导了一系列的几何形状的标量卡西米尔效应。对于平面的情况下，一个有限的普遍的力是自动发现的。对于弯曲的几何形状形式发散的表达式遇到，我们认为这在很大程度上是由于发散的自能的边界有助于力。这个想法是支持计算的影响，一个固定的周边楔弧几何形状在两个维度。
2007-12-12 cond-mat.other cond-mat.stat-mech hep-th
Spatial correlations of vacuum fluctuations and the Casimir-Polder potential
我们计算Casimir-Polder分子间势使用最近介绍的有效哈密顿量。我们证明了在真空态中，势可以用两个原子的动力学极化率和电场的等时空间关联来表示。这支持了最近在文献中提出的一个有趣的物理模型，其中的潜在的瞬时原子偶极子诱导和相关的真空涨落之间的经典相互作用获得。此外，所获得的结果表明，这种直观的模型，例如，当外部边界或热场的存在更普遍的有效性。
2003-07-05 quant-ph
Vacuum energy density and pressure of a massive scalar field
为了将Pauli-Villars正则化方法应用于Casimir边界能量，我们计算了1+1维时空中封闭质量场应力张量分量的期望值.以前的论文海斯和富勒桥接和推广。用镜像法从整条直线的格林函数构造出与时间无关的薛定谔方程的格林函数，等价地，一维系统可以用封闭的经典轨道和周期轨道精确求解。在能量密度和本征值密度分别归因于两个边界和那些归因于场的限制到一个有限的间隔的条款进行了区分，使其物理起源是明确的。然后，从圆柱核类似地发现压力，格林函数与傅立叶模式展开的指数频率截止最直接相关。最后，我们讨论了如何理论可以呈现有限的Pauli-Villars方法。
2015-04-03 hep-th math-ph math.MP
Electric field correlation measurements on the electromagnetic vacuum state
量子力学将电磁辐射的基态归因于在所有频率下渗透空的空间的零点电场波动。不能从系统的基态中提取能量，因此，这些波动不能用强度检测器直接测量。因此，它们存在的实验证据来自更间接的证据，如兰姆位移、紧密导体之间的卡西米尔力或自发发射。迄今为止，还没有一种直接确定真空场涨落谱特性的方法。在这项工作中，我们进行了直接测量的场相关性在太赫兹频率范围内使用电光检测放置在低温环境中的非线性晶体的波动。我们研究了它们的时间和空间相干性，在零时间延迟和空间距离下，其峰值为$6.2\cdot 10^{-2}~V^2/m^2$，对应于0.25 V/m的起伏真空场。通过这种测量，我们确定了位于电光探测带宽内的电磁辐射的基态的光谱组成。
2020-09-03 quant-ph
Disorder in quantum vacuum: Casimir-induced localization of matter waves
无序的几何边界，如粗糙的表面诱导电磁量子真空的模式谱的重要修改。与随机势诱导波的安德森局域化类似，本文证明了冷原子样品与粗糙表面的Casimir-Polder相互作用也产生局域化现象。这些效应代表了量子真空中无序的宏观表现，在粗糙表面附近膨胀的玻色-爱因斯坦凝聚体中应该可以观察到。
2010-10-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vacuum tunneling of vortices in two-dimensional $^4$He superfluid films
本文研究二维超流氦薄膜中涡旋的真空隧穿，区分边界外在过程与体内内在过程，计算隧穿速率，并类比施温格机制提出涡旋计数实验验证方案。
2025-10-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Casimir force between partially transmitting mirrors
卡西米尔力可以理解为由边界反射的真空涨落所施加的辐射压力所产生的。我们将这种局部制剂的情况下，部分透射边界通过引入反射率和透射率系数服从条件的么正性，因果关系和高频透明度。我们表明，与真空能量的无限性相关的发散不会出现在这种方法中。我们给出了明确的Casimir力的表达式，它适用于任何频率相关的散射和任何温度。相应的Casimir能量的表达式解释的相移。在理想反射的极限下恢复了已知的结果。
2001-01-16 quant-ph
Electromagnetic shielding in quantum metrology
在开放量子系统的框架下，研究了静态极化二能级原子与涨落真空电磁场池在无反射边界和有反射边界时，原子初态参数和原子跃迁频率的量子费舍尔信息的动力学性质.结果表明，在无边界情况下，电磁真空涨落总是导致初始参数的量子费舍尔信息降低，从而降低参数估计的精度极限.然而，值得注意的是，在存在边界的情况下，量子费舍尔信息变得与位置和原子极化相关，并且因此，与没有边界的情况相比，它可以被增强，并且在某些情况下甚至可以被屏蔽而不受真空涨落的影响，就好像它是一个封闭系统一样。
2015-04-21 quant-ph
The Dirichlet Casimir Problem
卡西米尔力通常通过分析边界条件对涨落量子场的影响来计算。虽然这种分析提供了一个干净的和计算上易于处理的理想化，它并不总是准确地捕捉到真实材料的特性，这不能限制在所有能量的波动场的模式。我们研究了可重整化的连续量子场论在背景场存在下的真空极化能，该背景场被设计为在特定的极限下施加Dirichlet边界条件。我们表明，在两个和三个空间维度，作为一个背景场成为集中在表面上的狄利克雷边界条件将最终举行，卡西米尔能量发散。这一结果意味着能量详细地取决于材料的性质，而理想化的边界条件并没有捕捉到这些性质。这种发散不影响刚体之间的力，但它确实使基于理想化边界条件的卡西米尔应力计算无效。
2003-09-12 hep-ph hep-th quant-ph
Topological phase transition in fluctuating imaginary gauge fields
本文通过虚规范变换将具有空间涨落虚规范场的非厄米晶格映射为谱等价的周期晶格，解析预测了键无序非周期晶格的拓扑不变性和边界局域化，并在准周期规范场中发现由场强控制的拓扑相变。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Does the speed of light depend upon the vacuum ?
我们提出了一个充满虚粒子对的真空的量子模型。该模型的主要创新之处在于定义了虚粒子的密度和寿命。与通常的QED $(p,E)$框架相比，我们在这里增加了$(x,t)$时空参数。我们显示如何$ε_0$和$μ_0$起源于这些虚拟对的极化和磁化真空时，分别由静电场或静磁场的压力。我们得到的数值非常接近测量值。精确的等式约束我们的真空模型的自由参数。然后，我们表明，如果我们简单地模拟一个光子在真空中的传播作为一系列的瞬态捕获与虚拟对，我们可以得到一个有限的光子速度与测量的光速$c$的幅度接近。这也是更好地调整我们的真空模型的机会。由于光子的渡越时间是一个统计过程，我们期望它是波动的，这转化为$c$的波动，如果测量的话，将带来另一条关于真空的信息。当受到应力时，真空可能发生变化，这将引起电磁常数的变化。我们证明了这是围绕引力质量的情况。它给出了一个物理解释的变化真空折射率相当于弯曲的时空在广义相对论。已知的质量对光的偏转的测量，夏皮罗延迟和引力红移确实对惯性质量依赖于真空的方式带来了限制。最后提出了一些实验预测。
2011-06-20 physics.gen-ph quant-ph
Can Light Signals Travel Faster than c in Nontrivial Vacuua in Flat space-time? Relativistic Causality II
在本文中，我们表明，沙恩霍斯特效应（真空边界或卡西米尔型真空）不能用来产生信号，显示可测量的速度比c。此外，我们的目标是表明沙恩霍斯特效应将违反狭义相对论，因为它允许真空中的光速可变，除非人们可以指定一个小的不变长度尺度。这个不变的长度尺度将为所有惯性观测者所接受。我们假设不变长度的近似尺度。
2007-06-04 quant-ph
Distinguishing models of surface response through the self-energy of an electron
本文计算了任意介电性质的平行表面间电子的自能。这种效应的机制是表面诱导的波动量子真空场的修改，电子耦合，从而赋予它与表面相关的自能在广泛的类比Casimir-Polder效应的原子。我们推导出了这种自能位移的一般公式，并发现它的符号对于两种常用的表面响应模型，即等离子体模型和Drude模型是不同的。我们提出了一个实验，可以检测到这种差异的迹象，揭示了持续的不确定性的正确描述的低频真空光子与介质的相互作用。
2018-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photonic probabilistic machine learning using quantum vacuum noise
本研究基于注入真空级偏置场的双稳态OPO构建光子概率神经元，结合电子处理器搭建测量-反馈环路，实现MNIST手写数字的概率推理与生成，并提出采样率约1Gbps、能耗约5fJ/MAC的全光计算路径，为高效概率机器学习硬件提供新方案。
2024-03-07 physics.optics quant-ph
