與有質(zhì)量標(biāo)量場(chǎng)耦合的勻加速原子的自發(fā)激發(fā).pdf

1、自發(fā)輻射是原子的一個(gè)重要性質(zhì)，真空中處于激發(fā)態(tài)的原子將自發(fā)的向基態(tài)躍遷，失去能量放出光子；而處于基態(tài)的原子自發(fā)向激發(fā)態(tài)躍遷則不會(huì)發(fā)生。人們研究發(fā)現(xiàn)，原子的自發(fā)輻射可以歸結(jié)為真空漲落的作用，同時(shí)也可以認(rèn)為是由于輻射反作用的結(jié)果，而且還可以認(rèn)為是兩者共同作用的結(jié)果。后來(lái)，Dalibard，Dupont-Roc和Cohen-Tannoudji(DDC)研究發(fā)現(xiàn)，前面說(shuō)的這種不確定性是源自對(duì)相互作用哈密頓量中的原子和場(chǎng)算符的排序的不確定性，如果

2、取原子和場(chǎng)算符的對(duì)稱(chēng)排序，則可以消除這種不確定性，同時(shí)可以使真空漲落和輻射反作用分別具有獨(dú)立的物理意義。
　　 Audretsch和Müeller應(yīng)用DDC理論研究了一個(gè)與無(wú)質(zhì)量標(biāo)量場(chǎng)耦合的勻加速原子的自發(fā)激發(fā)，同時(shí)也得到了一個(gè)結(jié)論：在Minkowski真空中做勻加速運(yùn)動(dòng)的原子的輻射性質(zhì)等同于一個(gè)處于Unruh溫度Tu=α/2π熱庫(kù)中的靜止原子的輻射性質(zhì)。那么我們是不是可以認(rèn)為勻加速運(yùn)動(dòng)的原子的激發(fā)機(jī)制與處在熱庫(kù)中的原子的激發(fā)機(jī)

3、制是相同的呢?如果我們把無(wú)質(zhì)量的標(biāo)量場(chǎng)換成有質(zhì)量的標(biāo)量場(chǎng)或把場(chǎng)加上一定的邊界，這種等價(jià)性是不是仍然成立呢?為了回答此問(wèn)題，我們將研究一個(gè)與有質(zhì)量標(biāo)量場(chǎng)耦合的做勻加速原子的自發(fā)激發(fā)的性質(zhì)。
　　 本文將先在緒論部分做一個(gè)綜述，簡(jiǎn)述一下DDC方法和Unruh效應(yīng)。隨后我們將應(yīng)用DDC方法，考慮一個(gè)與有質(zhì)量標(biāo)量場(chǎng)耦合的兩能級(jí)原子，在真空中勻速運(yùn)動(dòng)和熱庫(kù)中靜止的兩種情況，分別都計(jì)算出原子的平均能量變化率，并分別求得自發(fā)輻射和自發(fā)激發(fā)的E

4、instein系數(shù)。我們主要的工作將放在原子在真空中勻加速運(yùn)動(dòng)的情況，同樣分別計(jì)算出原子的平均能量變化率及原子輻射和激發(fā)的Einstein系數(shù)。將算出的結(jié)果分別與無(wú)質(zhì)量標(biāo)量場(chǎng)情況及靜止的處于Unruh溫度熱庫(kù)中原子的情況相比較，討論由場(chǎng)的質(zhì)量帶來(lái)的修正。我們發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量的引入給原子的輻射和激發(fā)性質(zhì)帶來(lái)了許多有趣的結(jié)論。尤為突出的一個(gè)結(jié)論就是：與有質(zhì)量標(biāo)量場(chǎng)耦合時(shí)，處于Unruh溫度熱庫(kù)中的靜止原子的能級(jí)躍遷是遵循選擇定則的，而對(duì)于做勻加