動態(tài)Casimir效應(yīng)的研究.pdf

1、量子力學(xué)自1900年建立至今，理所當(dāng)然地成了現(xiàn)代物理的兩大支柱之一，它從根本上改變了人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識。由量子力學(xué)引起的技術(shù)創(chuàng)新直接推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，原子能的應(yīng)用、超導(dǎo)超流的認(rèn)識和利用、半導(dǎo)體技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展等等，無一不是量子力學(xué)的產(chǎn)物。
　　在量子理論中，對電磁場進(jìn)行量子化會發(fā)現(xiàn)真空零點能的存在。1948年荷蘭物理學(xué)家Hendrik Casimir發(fā)現(xiàn)由于電磁場的零點漲落，真空中兩塊相互靠近的不帶電全反射平行金屬板間存在

2、一種吸引力，稱為Casimir力。這個量子力學(xué)的奇葩早在1958年被M.J.Sparnaay首次測得，雖然這次測量的精度不高，但畢竟開創(chuàng)了測量Casimir力的先河。1997年Lamoreaux對Casimir力進(jìn)行了較精確的測量，之后涌現(xiàn)了大量測量Casimir力的實驗，直到2009年Lamoreaux在實驗上證明了Casimir力是一種排斥力，這不僅僅對基礎(chǔ)物理有關(guān)鍵性的作用，對納米技術(shù)也有極大地推進(jìn)作用。而在非靜態(tài)真空腔中，一個腔

3、壁的快速運動使真空腔中產(chǎn)生了光子，這就是在1970年開始被Moore等人考慮的問題，后來被稱為動態(tài)Casimir效應(yīng)。動態(tài)Casimir效應(yīng)可以理解成是由于外界擾動使系統(tǒng)的虛量子漲落轉(zhuǎn)化為真實光子，最常見外界擾動就是指腔壁的移動。
　　本文的研究工作主要在以下三個方面。首先，利用Lewis-Riesenfeld量子不變量理論研究了含有驅(qū)動項、單雙模壓縮項及雙?；旌享椀墓茴D量描述的含時雙模耦合玻色系統(tǒng)的動力學(xué)行為，計算出了此系統(tǒng)的

4、時間演化算符，得到了系統(tǒng)初態(tài)處于相干態(tài)時，雙模光場兩正交分量的量子漲落與壓縮項和雙模混合項參數(shù)有關(guān)、與驅(qū)動項無關(guān)的結(jié)論。其次，研究了原子系綜對動態(tài)Casimir效應(yīng)的影響。介紹了原子系綜的集體激發(fā)效應(yīng)，在此基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)模型，通過解主方程得到了在絕對零度下和有限溫度下的動態(tài)Casimir效應(yīng)產(chǎn)生的平均光子數(shù)和描述原子系綜集體激發(fā)的激子數(shù)平均值。討論了原子系綜與非穩(wěn)腔的耦合作用對動態(tài)Casimir效應(yīng)的影響，得到了絕對零度和有限溫度的光子