Sonoluminescence as Quantum Vacuum Radiation, Reply to Comments
对Lambrecht、Jaekel和Lambrechaud以及Garcia和Levanyuk提交给《物理评论快报》的评论的答复。
1996-10-21 quant-ph
Comment on ``Sonoluminescence as Quantum Vacuum Radiation''
我们对最近C. Eberlein（Physical Review Letters 76（1996）3842）指出，声致发光可以用量子真空辐射来解释。由于气泡表面速度的基本物理限制，每次闪光的光子数的预测确实比单位小得多。因此，量子真空辐射不能被认为是所观察到的声致发光现象的解释。
1996-07-19 quant-ph
Sonoluminescence as quantum vacuum radiation
声致发光解释量子辐射通过移动不同极化率的介质之间的界面。它可以被认为是动态卡西米尔效应，在这个意义上，它是在边界的非惯性运动期间电磁场的零点波动的不平衡的结果。从真空到双光子态的跃迁振幅计算的哈密顿形式主义，原来是由辐射压力的过渡矩阵元。给出了谱密度和总辐射能量的表达式。
1995-06-15 cond-mat hep-th quant-ph
Sonoluminescence Unveiled ?
单泡声致发光（SBSL）的加宽现象与基于QED相干相互作用的研究凝聚态物质的新方法相一致。SBSL的一些显着的属性被示出出现从电磁释放的水的汽-液相变发生在气泡表面的潜热的一部分后，它成为超音速。
1998-04-02 quant-ph
Modelling Sonoluminescence
在单气泡声致发光中，一个被声波捕获在一瓶液体中的气泡被迫膨胀和收缩;每个周期正好一次，气泡发出非常尖锐的（$< 50 ps$）可见光脉冲。这是一种肉眼可观察到的强烈现象，但光产生的机制还不清楚。已经提出的一个模型是，光是由电磁场耦合到气泡表面产生的“真空辐射”。在本文中，我们模拟真空辐射通过求解麦克斯韦方程组与一个额外的条款，耦合场的气泡的运动。我们表明，在静态的情况下，最初考虑卡西米尔，我们重现卡西米尔的结果。在一个简单的纯时间依赖的例子中，我们发现发生了不稳定性，辐射脉冲呈指数增长。在球对称气泡运动的更现实的情况下，我们再次发现在小半径近似的背景下的指数增长。
1998-11-04 chao-dyn hep-ph nlin.CD
Sonoluminescence: Photon production in time dependent analog system
本文在类比引力框架下将振荡气泡建模为时间依赖的类比几何，提出电磁场非最小耦合规则，发现通过量子真空参数共振可产生宽频光子流，为声致发光现象提供了量子场论解释。
2024-09-22 hep-th quant-ph
Theory of quantum radiation observed as sonoluminescence
声致发光解释量子辐射通过移动不同极化率的介质之间的界面。在静止的电介质中，电磁场的零点涨落激发虚双光子态，虚双光子态在电介质运动引起的微扰下变为实态。声致发光气泡被建模为均匀介质中的光学空腔。由一个腔的时间依赖性的半径的光子发射的问题处理的哈密顿形式主义，这是处理微扰到一阶的气泡表面的速度超过光速。除了一阶微扰之外，零阶Hamilton量的参数依赖性需要一种将标准微扰理论与绝热近似相结合的新微扰方法。用这种方法得到了从真空到双光子态的跃迁振幅，并给出了当气泡大于发射光的波长时，单光子谱和一次闪光中辐射的总能量的全波长近似和短波长近似的表达式。分析表明，光谱密度具有与黑体辐射相同的频率依赖性;这纯粹是零温度下相关量子涨落的效应。目前的理论澄清了一些迄今尚未解决的问题，并提出了解释几个。提出了可能的实验，区分这从其他理论的声致发光。
1995-06-15 cond-mat hep-th quant-ph
Observation of Nonclassical Photon Statistics in Single-Bubble Sonoluminescence
在一组特定条件下，液体内的空化气泡可以被捕获在超声驱动的驻波的波腹中，并周期性地发射可见光子（1，2）。这种将声音转换为光的现象，称为声致发光，可以用肉眼看到，并发生在多泡或单泡状态。声致发光辐射光谱分析将大约6,000开尔文的温度归因于气泡（3-5）-接近太阳表面温度。在过去的几十年里，气泡动力学、热力学和其他物理化学性质得到了很好的探索和研究（6-8）。尽管提出了几种理论，如热（黑体辐射）模型（9-11），冲击波理论（12），相变辐射（13，14）和真空量子电动力学（15，16），声致发光的基本物理至今仍然是一个谜。在这里，我们实验研究了单泡声致发光（SBSL）发射光子的光子数统计，采用两种截然不同的技术，即，测量多光子相关性和光子数（使用光子数分辨探测器）。我们的研究结果表明，从SBSL发射的光子具有亚泊松统计，表明SBSL的非经典性质。我们观察到的发射光子的亚泊松统计可能有助于解释SBSL的物理。此外，考虑到非经典光源在量子技术中的重要性，这一发现将是一个令人兴奋的里程碑，为明亮的量子光子学源铺平道路。
2022-03-21 physics.flu-dyn physics.optics quant-ph
All-optical signatures of Strong-Field QED in the vacuum emission picture
以两束聚焦的强激光脉冲碰撞为例，研究了量子真空中电磁场之间有效非线性耦合的全光特征。量子真空非线性的实验特征被编码在信号光子中，其运动学和偏振性质不同于构成宏观激光场的光子。我们实现了一个有效的数值算法，允许在实验中访问的现实领域的配置，这样的签名的理论研究。该算法是基于真空发射方案，可以很容易地适应更多的激光束或进一步涉及的字段配置的碰撞。我们解决的情况下，两个碰撞的脉冲在全3+1维时空，并确定实验的几何形状和参数制度，提高信噪比。
2017-12-08 hep-ph hep-th quant-ph
The stability of the QED vacuum in the temporal gauge
我们将研究在时间规范中QED真空的稳定性。一般认为真空态是能量最低的量子态。然而，它将表明，这是不是一个系统组成的费米子场耦合到一个量子化的电磁场的时间规范的情况下。将表明，在这种情况下，存在能量比真空态小的量子态。
2004-08-09 hep-th quant-ph
Photon-photon interaction in structured QED vacuum
在空间结构的强激光场中，量子电动力学真空表现为具有三阶调制极化率的非线性克尔介质，由于调制而产生新的相干非线性效应。研究了探测激光束与平行聚焦激光束散射过程中，光子-光子相互作用过程中的空间相干真空效应对真空极化和磁化的增强作用。本文研究了结构QED真空中的弹性和非弹性四波混频过程。分析了光子-光子散射的相位匹配条件和布拉格光栅的相干效应。
2012-05-15 hep-ph quant-ph
Interfering QCD/QED Vacuum Polarization
由夸克环介导的真空极化不仅对QCD真空结构敏感，而且对外部电磁场也敏感。利用随机真空模型，用Fock-Schwinger方法计算了随机色场对单圈Euler-Heisenberg有效作用量的修正。我们的结果表明，非微扰轻夸克的贡献相同的数量级的通常QED条款。各种理论和实验的影响进行了讨论，在这个进展报告。
1998-11-17 hep-ph quant-ph
Effects of the fermionic vacuum polarization in QED
本文研究了在量子电动力学中由于场源的存在而引起的真空极化效应。我们专注于麦克斯韦电动力学中没有对应部分的效应。利用Meijer-G函数精确地计算了两个固定点状电荷之间的Uehling相互作用能。考虑了狄拉克弦附近真空极化对氢原子的影响。我们还计算了两个平行的狄拉克弦之间的相互作用和修正的能级的量子粒子被约束到一个环上围绕螺线管移动。
2019-05-24 hep-th quant-ph
The velocities of light in modified QED vacua
在外部条件（背景场、有限温度、边界条件）影响下的QED真空可以被认为是色散介质，其复杂的行为不能再用单一的普适真空光速c来描述。从1950年代初开始（J.S. Toll），量子场论的研究导致了相当深入的了解真空结构和光的传播之间的关系。近年来，这一研究领域的活动显著增加。经过简短的概述，两个特点的情况下进行了讨论：光在恒定均匀磁场和卡西米尔真空中的传播。后者似乎是特别有趣的，因为卡西米尔真空已被发现在低频域ω <<m，其中m是电子质量，表现出相速度和群速度大于c的光传播模式。利用Kramers-Kronig关系讨论了这一结果对Casimir真空中光速的影响。
1998-11-18 hep-ph hep-th quant-ph
Vacuum polarization for compactified $QED_{4+1}$ in a magnetic flux background
我们评估的$QED_{4+1}$紧化${\bf R}^4 \times S^1$，在一个非平凡的真空规范场，使一个非零的磁通量包围沿额外的维度的单圈效应。从有效3+1维理论的角度给出了真空极化张量和宇称破缺项的计算结果。
2010-04-17 cond-mat.other hep-th quant-ph
Positronium collapse in hypercritical magnetic field and restructuring of the vacuum in QED
研究了强磁场下超相对论体系中正电子偶素原子的Bethe-Salpeter方程，确定了一个超临界磁场值，该值使正电子偶素原子在最大对称态时的结合能完全补偿了正电子偶素原子的静止质量.由于落入中心现象，补偿成为可能。本文导出了在无限强磁场极限下的四维Bethe-Salpeter方程在二维Minkowsky空间中的相对论形式，并用于求上述超临界值。一旦正电子偶素的静止质量被质量亏损所补偿，将电子-正电子系统与真空隔开的能垒就会消失。因此，我们描述的真空结构的强烈相互约束（或限制）对本地化的状态。讨论了它们在更高磁场下的离域性，从而抑制了它们的进一步生长。
2005-12-19 astro-ph hep-ph hep-th
QED Corrections in Unstable Vacuum
该研究计算超临界库仑场下QED的自能与真空极化效应，发现辐射自发对产生通道在超临界阈值附近大幅增强，提示总自发对产生概率或与狄拉克理论预测显著不同。
2024-09-13 hep-ph physics.atom-ph quant-ph
The Strong Field QED approach of the vacuum interaction processes at ELI-NP
本文分析ELI-NP设施中强场QED的多光子非线性相互作用过程，包括运动学、动力学及截面计算，并介绍相关实验项目，旨在探索真空产生电子-正电子对等基本物理问题。
2023-08-31 hep-ph quant-ph
Vacuum Rabi Splitting in Nanomechanical QED System with Nonlinear Resonator
考虑到纳米机械谐振器与电荷量子比特耦合的本征非线性，研究了纳米机械QED（量子比特谐振器）系统中的真空拉比分裂效应。一个驱动的非线性Jaynes-Cummings模型描述了这个量子比特谐振器系统的动力学。利用量子回归定理和主方程方法，解析地计算了两次关联谱。在弱驱动极限下，这些分析结果阐明了驱动强度和非线性参数对相关谱的影响。此外，数值计算证实了这些分析结果。
2016-03-01 quant-ph
Time evolution of the QED vacuum in a uniform electric Field: Complete analytic solution by spinorial decomposition
本文给出了在QED真空中由与时间无关的均匀电场产生的电子对密度随时间演化的精确解析解。这里用来描述电子对产生的数学工具是在[Phys.Rev.D44，1825（1991）]之前引入的狄拉克-海森堡-维格纳函数。这个函数的初始值问题通过将解分解为旋量的乘积来解决。旋量的方程要简单得多，可以解析求解。这些计算是非微扰的，因为对生产是由于量子力学隧道和明确的解决方案清楚地展示其非解析行为。
2011-03-14 hep-th math-ph math.MP
Plasmons in QED Vacuum
研究了QED真空中电场和电荷极化密度的纵向振荡问题。在半经典分析的框架下，我们计算了玻色化（1+1）维QED（质量Schwinger模型）的时间周期解。应用Bohr-Sommerfeld量子化条件，我们确定了在量子理论中对应于所发现的经典解的零电荷束缚态（等离子体）的质谱。我们证明了这种等离子体激元的存在并不与任何基本物理定律相矛盾，并定性地研究了它们在（3+1）维真实世界中的激发。
2016-09-07 physics.class-ph quant-ph
Photon generation from vacuum in non-stationary circuit QED
本文从理论上研究了非稳态电路QED系统，其中人工原子的跃迁频率在时间上有一个小的周期性调制。我们表明，在色散制度，当调制周期性满足“共振”，动态可以描述的动态Casimir效应，Jaynes-Cummings或反Jaynes-Cummings有效的哈密顿量。在共振原子-腔体系中，在调制“共振”下，动力学类似于含有共振二能级原子的振动腔中的动力学Casimir效应的行为，并且可以从真空中产生具有两个光子的纠缠态。因此，可以在电路QED中模拟动态Casimir效应的模拟，并且由于拉比哈密顿量中的反旋转项，可以从真空中产生多个光子以及纠缠态。
2008-11-17 quant-ph
On the possibility of Vacuum-QED measurements with gravitational wave detectors
量子电动力学（QED）包括虚粒子产生，因此在存在磁场的情况下产生大于1的真空折射率。这种预测的效果至今尚未测量，即使经过大量的实验努力。其他作者曾提出用引力波探测器进行这种真空QED测量的可能性，本文对此建议作了一些新的考虑。特别是，我们看可能的源场磁铁的设计和进一步的限制，在一个引力波探测器的实施。我们的结论是，这样的实验似乎是可行的永磁体，但在其实施仍然具有挑战性。
2014-12-15 physics.ins-det quant-ph
Quantum Vacuum Experiments Using High Intensity Lasers
量子真空构成了一种迷人的研究媒介，特别是因为不久的将来激光设施将能够探测这种真空的非线性性质。已经有大量的低能量，高强度的量子电动力学（QED），其中电磁真空的非线性方面发挥作用，我们将在这里给出一个简短的描述其中的一些测试。这样的研究不仅可以揭示QED的有效性，而且可以揭示非微扰效应的某些方面，从而也为一般的量子场论提供了见解。
2009-04-02 hep-th quant-ph
Tutorial: Macroscopic QED and vacuum forces
本教程介绍了宏观QED理论，其中发现了一个哈密顿量，表示与色散，耗散材料相互作用的电磁场。以一维理论为基础，我们建立了更为繁琐的三维理论。然后考虑这个理论的扩展到移动的材料，其中材料响应的变化，由于多普勒效应和混合的电和磁响应，它表明，一个免费得到的量子电磁力的理论。最后，我们应用宏观QED再现Pendry的滑板之间的量子摩擦力的表达式。
2022-02-17 physics.optics quant-ph
Scalar QED Model for Polarizable Particles in Thermal Equilibrium or in Hyperbolic Motion in Vacuum
提出标量 QED 模型统一描述可极化粒子在辐射热平衡与真空双曲运动中的摩擦和动量涨落，证明二者分别对应 Planck 平衡与 Davies-Unruh 热效应。
2023-11-07 quant-ph
Vacuum degeneracy of a circuit-QED system in the ultrastrong coupling regime
从理论上研究了$N$超导Josephson原子链与传输线谐振腔感应耦合的量子真空特性。我们导出了这种电路-QED系统的量子场哈密顿量，表明由于相互作用的类型和强度，在临界耦合以上的二次简并量子真空中可以发生量子相变.在有限尺寸的情况下，简并被解除，能量分裂随着$g^2 N^2$的值的增加呈指数下降，其中$g$是每个人造原子的无量纲真空拉比耦合。我们确定了任意数目的人工原子和谐振腔模的两个简并真空的超强耦合渐近表达式。在超强耦合制度的简并保护相对于随机波动的约瑟夫森元件的跃迁能量。
2010-01-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Comment on `Vacuum Rabi Splitting in a Semiconductor Circuit QED System' by Toida et al., Phys. Rev. Lett. 110, 066802 - Published 6 February 2013
Toida等人在他们最近的文章[Phys. Rev. Lett. 110，066802（2013）]，他们“报告了在与超导共面波导（CPW）谐振器耦合的GaAs/AlGaAs双量子点（DQD）电荷量子位中直接观察到真空拉比分裂”。在这篇评论中，我们挑战了他们论文中的主要主张，并表明他们的结果：a）没有提供任何真空拉比振荡的证据，b）没有提供任何真空拉比分裂的直接证据。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Comparison of wave-mixing processes in rarefied gas and QED vacuum using numerical simulations
Institut national de la recherche scientifique (INRS)（国家科学研究研究所）；Infinite Potential Laboratories, LP（无限潜能实验室有限公司）
通过数值模拟比较稀薄气体与QED真空中的波混过程，以区分激光诱导的QED效应与残余气体相互作用信号。
2025-09-26 physics.optics quant-ph
Photon creation from vacuum and interactions engineering in nonstationary circuit QED
本文从理论上研究了非稳态电路QED系统，其中人工原子跃迁频率或原子-腔耦合有一个小的周期性时间调制，这是由外部给定的。原子与单腔模耦合形成的系统用拉比哈密顿量描述。我们发现，在色散区，当调制周期调谐到“共振”时，系统动力学呈现动态Casimir效应，共振Jaynes-Cummings或共振Anti-Jaynes-Cummings行为，并且可以用相应的有效哈密顿量来描述。在共振原子-腔体系中，在共振调制下，其动力学过程类似于振动腔中静止二能级原子的动力学过程，真空中可以产生双光子纠缠态。此外，我们考虑的情况下，原子腔耦合，原子频率，或两者都有一个小的非周期性的时间调制，并表明，光子可以从真空中的色散制度。因此，可以在电路QED中模拟动态Casimir效应，并且由于Rabi Hamilton中的反旋转项，可以从真空中产生多个光子以及纠缠态。
2008-12-02 quant-ph
Extracting past-future vacuum correlations using circuit QED
我们提出了一个现实的电路QED实验来测试过去-未来真空纠缠提取到一对超导量子比特。量子位P沿着开放传输线与量子场相互作用一段时间T_on，然后，在时间流逝T_off之后，量子位F开始以对称方式相互作用一段时间T_on。在那之后，过去-未来的量子关联将转移到量子位，即使量子位不同时共存。我们表明，这个实验可以实现与当前的技术，并讨论其效用作为一个可能的实现量子存储器。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
QED Corrections to the Electromagnetic Abraham Force. Casimir Momentum of the Hydrogen atom?
我们发展了一种QED方法来研究量子真空对电磁亚伯拉罕力的贡献。半经典理论预言了量子真空的发散贡献。我们发现，发散消失的Kramers-Bethe质量重整化。有限余项与亚伯拉罕力的相对论修正进行了比较。这项工作将以前的一篇专门讨论谐振子的论文[1]推广到氢原子，并纠正了两个细微的错误。
2012-02-23 quant-ph
On the existence of negative energy states in QED in the temporal gauge
一般认为真空态是能量最低的量子态。然而，已经表明，这不是一个狄拉克-麦克斯韦场在时间规范的情况下。本文给出了另一个与以往工作不同的证明，证明了真空态不是时间规范中Dirac-Maxwell场的最低能态。
2006-11-08 quant-ph
Stability of a high-finesse optical cavity at 493 nm in vacuum for cavity QED with Barium ions
Okinawa Institute of Science and Technology（冲绳科学技术大学院大学）
研究在真空环境中493 nm高 finesse 光学腔体的稳定性，探讨高反射率镜片在近紫外范围的退化问题，通过腔体寿命测量分析真空和激光诱导对氧化涂层腔体镜片的影响，发现高功率循环导致退化，认为激光诱导沉积是主要原因。
2026-03-18 physics.optics quant-ph
Can we observe non-perturbative vacuum shifts in cavity QED?
本文通过两种简化腔QED模型解析推导基态能量，证明高阻抗模式可显著增强真空诱导修正，从而在原则上使光与物质相互作用进入非微扰区域。
2022-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Vacuum polarization in a one-dimensional effective quantum-electrodynamics model
本文研究一维类氢原子有效QED模型，计算真空极化密度与Lamb型位移，修正前人结果，并针对有限基组收敛困难提出改进方案，为三维原子分子有效QED计算提供参考。
2025-03-10 hep-th math-ph math.MP
Absence of Vacuum Induced Berry Phases without the Rotating Wave Approximation in Cavity QED
我们回顾了早期的研究贝里阶段建议出现在某些腔QED设置。特别指出，即使在没有腔光子的情况下，也可以实现非平凡的几何相位。然而，我们表明，这样的结果取决于强加的{ \it旋转波近似}（RWA），而没有RWA没有贝里相位发生在这些计划。我们的结果的几何解释是通过引入半经典的能量表面，以一种简单的方式带来了相空间动力学。随着RWA，表面之间的圆锥形相交出现，并环绕它产生贝里相。如果没有RWA，则不存在圆锥相交，因此Berry相位消失。据信，这是第一个例子，展示了如何在Jaynes-Cummings模型中应用RWA可能会导致错误的结论，而不管系统参数之间的相互强度。
2012-01-23 cond-mat.other quant-ph
First results from the new PVLAS apparatus: a new limit on vacuum magnetic birefringence
几个小组正在进行实验，以观察和测量量子电动力学（QED）预测的真空磁双折射。我们已经开始运行安装在意大利费拉拉的新PVLAS设备，并且已经测量了真空$Δn_u^{\rm (vac)}= (4\pm 20) \times 10^{-23}$ T $^{-2}$的单位场磁双折射的噪声基底值（误差表示1 $σ$偏差）。这种测量是兼容的零，因此代表了一个新的限制真空磁双折射来自非线性电动力学。这一结果将首次测量QED预测的$Δn_u^{\rm (vac,QED)}$值所需克服的差距缩小到50倍：$Δn_u^{\rm (vac,QED)}= 4\times 10^{-24}$~T $^{-2}$。这些双折射测量也产生了改进的模型无关的界限上的耦合常数的轴子状粒子的两个光子，质量大于1毫电子伏，随着一个因素两个改进的分数电荷限制的毫荷电粒子（费米子和标量），包括中微子。
2014-09-15 physics.optics quant-ph
Detection of QED vacuum nonlinearities in Maxwell's equations by the use of waveguides
本文提出了一种新的方法，通过光子-光子散射来检测麦克斯韦方程中由于量子电动力学引起的非线性。光子-光子散射产生自相互作用项，这类似于非线性光学中由于偏振引起的非线性。这些自相互作用项在平行传播波的极限中消失，但如果使用波导中产生的模式而不是平行传播波，则将存在非零的总效应。基于这一思想，我们计算了新模式的非线性激励，并估计了这种效应的强度。此外，我们提出了一个主要的实验装置。
2001-08-30 physics.class-ph physics.gen-ph quant-ph
Transfer of linear momentum from the quantum vacuum to a magnetochiral molecule
在最近的出版物[物理。111，143602]我们已经使用QED方法表明，在存在磁场的情况下，耦合到手性分子的量子真空提供沿着磁场定向的动力学动量。在这里，我们解释的物理机制，运作的动量从真空转移到分子。我们表明，分子动能的变化来源于与真空修正分子的磁化强度的磁能。我们对真空动量进行了半经典计算，并与QED计算结果进行了比较。
2015-03-23 quant-ph
