真空擾動產(chǎn)生光子被人們稱為動態(tài)Casimir效應(yīng)（DCE）,這是量子真空漲落最有力的證明,其理論于1970年首次被提出。對動態(tài)Casimir效應(yīng)的觀測一直是許多科學(xué)家為之努力的一項工作,直到2011年Wilson等人利用超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）中斷超導(dǎo)波導(dǎo)傳輸線,并通過對超導(dǎo)量子干涉儀的外部磁通量進(jìn)行高頻調(diào)制實現(xiàn)了動態(tài)Casimir效應(yīng)的實驗觀測。實驗表明,磁場誘導(dǎo)的有效運(yùn)動產(chǎn)生了初始準(zhǔn)真空狀態(tài)下的微波光子對,產(chǎn)生的光子對顯示出了量子糾纏和量子失諧。理論研究表明,即使在考慮環(huán)境熱噪聲的情況下,也可以測量出量子關(guān)聯(lián),這使得我們可以對動態(tài)Casimir效應(yīng)中的非經(jīng)典特征進(jìn)行量子化處理,這些關(guān)聯(lián)可以被轉(zhuǎn)換為超導(dǎo)量子比特,從而產(chǎn)生高度糾纏的量子位態(tài)。因此,更詳細(xì)地研究如何利用動態(tài)Casimir效應(yīng)產(chǎn)生其他有用的量子特性,具有特別重要的意義。本文基于對一維單鏈半無限超導(dǎo)波導(dǎo)傳輸線、超導(dǎo)量子干涉環(huán)連接的兩個單鏈超導(dǎo)波導(dǎo)傳輸線這兩個模型中動態(tài)Casimir效應(yīng)的研究,以及Mari等人提出的量子同步判定標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步研究了系統(tǒng)中產(chǎn)生的Casimir光子對考慮耗散后的量子同步效應(yīng)。研究表明,當(dāng)各個參量... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：44 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Bressi等人的實驗裝置

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3排斥力[17]。實驗表明，與理論預(yù)測相一致，在流體中適當(dāng)選擇相互作用的材料可以使力的符號從吸引變?yōu)榕懦�。測量到的排斥相互作用被發(fā)現(xiàn)比吸引力弱。實驗裝置如圖1-2，其中1是金球，2是硅片，3是溴化苯溶液。圖1-2：J.N.Munday等人的實驗?zāi)Ｐ�。圖1-3：J.L.Garrett等人的鍍金玻璃球模型。2018年，Norte等人觀測到兩個相互靠近的鋁薄膜在過渡到超導(dǎo)狀態(tài)時，它們之間的Casimir力為零[18]。同年，J.L.Garrett打破了傳統(tǒng)實驗測量僅在球與板間或板與板間進(jìn)行的局限，利用如圖1-3所示的實驗裝置對兩個鍍金空心玻璃球之間的Casimir力進(jìn)行了測量。實驗中利用了原位掃描技術(shù)，從而在24小時的連續(xù)測量中保持球體中心對齊到其半徑的1%以內(nèi)。由于實驗是在空氣中進(jìn)行的，其通過鎖定檢測方案來確定(并減輕)靜電和水動力，同時跟蹤信號的同相分量和正交分量。兩個球體之間的水平對齊是通過地形掃描的交替力測量來保持的[19]。以上為靜態(tài)Casimir效應(yīng)的研究進(jìn)展，接下來將介紹動態(tài)Casimir效應(yīng)。量子場論(QFT)最顯著的特征之一是它預(yù)測了量子真空中能產(chǎn)生粒子。真空漲落產(chǎn)生實光子的例子有很多，如勻加速觀測儀探測到的安魯輻射[20]，來自黑洞的霍金輻射[21,22]，強(qiáng)磁場存在時產(chǎn)生正負(fù)電子對的施文格效應(yīng)[23]。然而，盡管這些效應(yīng)有很強(qiáng)的理論支持，但還沒有一個被實驗觀察到。一個與之密切相關(guān)的現(xiàn)象，即當(dāng)場的邊界條件隨時間變化時，在由兩個運(yùn)動的理想鏡組成的腔中，真空波動可以產(chǎn)生光子，這通常被稱為動態(tài)Casimir效應(yīng)，這個預(yù)言在1970年由G.T.Moore提出[24]。1976年，S.A.Fulling等人發(fā)現(xiàn)，自

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3排斥力[17]。實驗表明，與理論預(yù)測相一致，在流體中適當(dāng)選擇相互作用的材料可以使力的符號從吸引變?yōu)榕懦�。測量到的排斥相互作用被發(fā)現(xiàn)比吸引力弱。實驗裝置如圖1-2，其中1是金球，2是硅片，3是溴化苯溶液。圖1-2：J.N.Munday等人的實驗?zāi)Ｐ�。圖1-3：J.L.Garrett等人的鍍金玻璃球模型。2018年，Norte等人觀測到兩個相互靠近的鋁薄膜在過渡到超導(dǎo)狀態(tài)時，它們之間的Casimir力為零[18]。同年，J.L.Garrett打破了傳統(tǒng)實驗測量僅在球與板間或板與板間進(jìn)行的局限，利用如圖1-3所示的實驗裝置對兩個鍍金空心玻璃球之間的Casimir力進(jìn)行了測量。實驗中利用了原位掃描技術(shù)，從而在24小時的連續(xù)測量中保持球體中心對齊到其半徑的1%以內(nèi)。由于實驗是在空氣中進(jìn)行的，其通過鎖定檢測方案來確定(并減輕)靜電和水動力，同時跟蹤信號的同相分量和正交分量。兩個球體之間的水平對齊是通過地形掃描的交替力測量來保持的[19]。以上為靜態(tài)Casimir效應(yīng)的研究進(jìn)展，接下來將介紹動態(tài)Casimir效應(yīng)。量子場論(QFT)最顯著的特征之一是它預(yù)測了量子真空中能產(chǎn)生粒子。真空漲落產(chǎn)生實光子的例子有很多，如勻加速觀測儀探測到的安魯輻射[20]，來自黑洞的霍金輻射[21,22]，強(qiáng)磁場存在時產(chǎn)生正負(fù)電子對的施文格效應(yīng)[23]。然而，盡管這些效應(yīng)有很強(qiáng)的理論支持，但還沒有一個被實驗觀察到。一個與之密切相關(guān)的現(xiàn)象，即當(dāng)場的邊界條件隨時間變化時，在由兩個運(yùn)動的理想鏡組成的腔中，真空波動可以產(chǎn)生光子，這通常被稱為動態(tài)Casimir效應(yīng)，這個預(yù)言在1970年由G.T.Moore提出[24]。1976年，S.A.Fulling等人發(fā)現(xiàn)，自


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