閔氏時(shí)空中與標(biāo)量場(chǎng)導(dǎo)數(shù)相耦合的加速原子的輻射性質(zhì).pdf

1、真空漲落，輻射反作用，或者二者的聯(lián)合被提出來解釋自發(fā)發(fā)射的原因，在Heisenberg圖象方法中，物理解釋的不確定性源于原子和場(chǎng)不同對(duì)易算符次序的選擇。Dalibard，Dupont-Roc，Cohen Tannoudji(DDC)解決了這個(gè)問題，他們認(rèn)為存在一個(gè)對(duì)稱算符次序，可以使真空漲落和輻射反作用對(duì)原子變量變化率的貢獻(xiàn)分別厄米，且每一種貢獻(xiàn)都擁有獨(dú)立的物理意義，并把這種程序推廣到子系統(tǒng)和熱庫(kù)的相互作用中去，熱庫(kù)的真空漲落極化子系統(tǒng)

2、(熱庫(kù)的漲落效應(yīng))，子系統(tǒng)極化熱庫(kù)(自反作用效應(yīng))，這就是著名的DDC方法。 Jürgen Audretsch和Rainer Müller利用DDC方法研究了無邊界閔氏時(shí)空中原子與無質(zhì)量量子標(biāo)量場(chǎng)的相互作用，討論了量子真空中任意穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)原子能量的變化率，并計(jì)算了原子向平衡態(tài)的演化。他們的主要意圖是定量區(qū)分和分析真空漲落和輻射反作用各自對(duì)勻加速基態(tài)原子自發(fā)激發(fā)的貢獻(xiàn)，這有助于理解構(gòu)成Unruh效應(yīng)的物理基礎(chǔ)。 陸世專和

3、余洪偉運(yùn)用Jürgen Audretsch和Rainer Müller的方法研究了邊界存在時(shí)兩能級(jí)加速原子與無質(zhì)量量子標(biāo)量場(chǎng)的相互作用，邊界的出現(xiàn)修正了標(biāo)量場(chǎng)的量子漲落，也改變了原子的輻射性質(zhì)。通過計(jì)算慣性和勻加速運(yùn)動(dòng)原子的平均能量變化率，發(fā)現(xiàn)邊界誘導(dǎo)的修正使激發(fā)態(tài)慣性原子的自發(fā)輻射率在邊界附近振蕩，這種振蕩方式提供了一種用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)幾何邊界效應(yīng)的可能性。邊界的出現(xiàn)和原子加速導(dǎo)致真空漲落的改變，即使在真空，基態(tài)加速原子躍遷到激發(fā)態(tài)也有可能

4、，這可以被認(rèn)為是構(gòu)成Unruh效應(yīng)的真實(shí)物理過程。 Jügen Audretsch和Rainer Müller考慮了在Minkowski空間加速度對(duì)原子輻射能級(jí)移動(dòng)的影響。他們研究了兩能級(jí)原子和量子標(biāo)量場(chǎng)的耦合，使用了Heisenberg圖象方法，分別求出了真空漲落和輻射反作用對(duì)兩能級(jí)原子Lamb移動(dòng)的貢獻(xiàn)，并對(duì)勻加速原子的能級(jí)移動(dòng)和靜止時(shí)的情況進(jìn)行比較。本文用Jürgen Audretsch和Rmne Müller的方法來研

5、究與無質(zhì)量量子標(biāo)量場(chǎng)導(dǎo)數(shù)耦合的多能級(jí)加速原子的自發(fā)激發(fā)，并分別計(jì)算真空漲落和輻射反作用對(duì)平均原子能量變化率的貢獻(xiàn)。我們發(fā)現(xiàn)，與原子和場(chǎng)之間的單極子類型的相互作用相比較，除了Unruh溫度熱庫(kù)下的修正外，這里出現(xiàn)了與加速度的平方成正比的額外修正，加速度誘導(dǎo)的修正項(xiàng)顯示出各向異性，對(duì)于各向同性的極化加速原子而言，縱向極化的貢獻(xiàn)四倍于橫向極化的貢獻(xiàn)。邊界的出現(xiàn)修正了量子場(chǎng)，也修正了與這些場(chǎng)相互作用的加速原子的自發(fā)激發(fā)率。在偶極子一導(dǎo)數(shù)耦合中我

6、們研究了邊界對(duì)勻加速多能級(jí)原子自發(fā)激發(fā)的影響，分別計(jì)算了修正的真空漲落和輻射反作用對(duì)原子自發(fā)激發(fā)率的貢獻(xiàn)，結(jié)果顯示邊界修正了激發(fā)率，使得它成為原子與邊界距離的函數(shù)。當(dāng)原子越來越靠近邊界時(shí)，邊界效應(yīng)越來越明顯，平行于邊界的原子極化對(duì)自發(fā)激發(fā)率的貢獻(xiàn)被壓制而垂直方向的貢獻(xiàn)被增強(qiáng)。我們還研究了加速多能級(jí)原子的能級(jí)移動(dòng)，分別計(jì)算了真空漲落和輻射反作用對(duì)能級(jí)移動(dòng)的貢獻(xiàn)。與單極子類型的相互作用相比，加速度改變了真空漲落和輻射反作用的貢獻(xiàn)。我們的結(jié)果