耗散介質中的Casimir效應相關的理論研究

《耗散介質中的Casimir效應相關的理論研究》是依託東北師範大學，由鄭泰玉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：耗散介質中的Casimir效應相關的理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄭泰玉
• 依託單位：東北師範大學

項目摘要

基於對Casimir 效應的研究具有重要的理論意義和實際的套用價值，本課題擬研究以下問題：①研究耗散腔中量子場的零點振動準模求和的數學實現，利用和發展正規化方法和重整化技術，給出Casimir力的表達式，得到產生吸引或排斥的Casimir 力的條件，研究結果用於MEMS 中熱傳輸現象、量子懸浮現象和超導相變等研究；②研究移動腔中，腔場與多原子系統中激子的相互作用和量子退相干對動態Casimir效應的影響，以及Mott 絕緣介質中延遲動態Casimir 效應的相干時間的物理機制，提出有利於實現動態Casimir效應測量的理論方案；③研究耗散腔中原子受到的動態Casimir-Polder力 ；④研究玻色愛因斯坦凝聚體在不同邊界條件情況下的類Casimir 效應。開展這些研究工作有助於我們進一步認識真空、發展重整化方法，揭示產生Casimir 效應的規律，推動Casimi效應理論和套用的發展。

結題摘要

Casimir效應是由於量子場的真空漲落，邊界引起的可測量的巨觀量子效應，與量子場、背景時空、邊界和環境溫度等各種因素有著強烈的依賴關係，在許多領域都有著很重要的套用。在本項目中擬研究固定耗散腔中Casimir力，移動耗散腔中動態Casimir效應和置於耗散腔中原子所受到的動態Casimir-Polder力以及BEc在不同邊界條件情況下的類Casimir效應等問題。在研究Casimir效應的同時，力求擴大研究領域，促進Casimir效應的套用。在本項目中研究了耗散介質中的Casimir效應相關的問題，取得了有意義的結果。利用全量子理論，研究了有輸出耦合的含電介質的腔中理想導體板和電介質板之間的Casimir效應，獲得了Casimir斥力。採用Fox-Li準模理論研究了位於雷射腔兩端的全反射板和半透射板之間的Casimir效應，獲得了Casimir吸引力。運用熱場動力學理論研究了玻色愛因斯坦凝聚體雜質間的類Casimir效應。結果表明雜質間的相互作用力與溫度、壓縮係數和雜質間的距離有關。研究了有限溫度非旋轉波近似下非固定腔中原子系綜集體激發對動態Casimir效應的影響。研究結果表明非旋轉波近似會明顯提高動態Casimir效應和集體激發效應。研究了一個二能級原子被置於一個含電介質的有輸出耦合的腔中,動態Casimir-Polder力。結果表明動態力最終趨近於一個穩定的負值，並與相對介電常數和腔大小有關。在研究Casimir效應的同時，擴大了研究領域，也取得了一些有意義的結果。如在強耗散下，利用自發輻射製備了穩定的雙原子高維糾纏態以及三原子單態，利用里德堡原子系統與耦合腔系統實現多原子糾纏態與多比特量子邏輯門。另外，在原子與耗散腔場系統中的退相干，冷原子系統的穩態光學回響特性等方面也取得了一些有意義的結果。這些結果有助於我們獲得研究Casimir效應的新方法和新理論，使理論與實驗符合得更好，促進和推動Casimir效應的套用，尤其套用在量子信息領域中。