原子-场-介质相互作用 III:导体表面附近两原子间的量子场介导纠缠

作为本系列的第三篇论文,该研究延续了对导体或介电介质环境中原子-场相互作用的探索,重点关注与量子信息相关的退相干和纠缠等基础性问题。该工作将两个具有谐振子内部自由度模型的原子置于不同间距条件下,并改变其与导体表面的距离,以此研究二者间的纠缠特性。虽然这些构型在卡西米尔-波尔德效应中已被熟知,但原子-表面纠缠行为与学界深入研究的场致力行为存在显著差异——例如当原子与导体表面距离缩短时,虽然二者间吸引力增强,但原子与量子场的纠缠度反而会降低,如文献[Rong,AFD2]所示。研究团队突破了文献中常见的弱耦合限制条件,系统分析了原子与场耦合、原子间耦合等多重因素的影响机制。通过获取纠缠度对各变量的依赖关系,该工作首次绘制出量子纠缠的空间形貌图,实现了对量子场介导纠缠行为的可视化理解。特别地,该研究定量定义了两个原子间的三维“纠缠域”,阐明了该域如何随原子耦合强度、间距及与导体表面距离而变化,并就实际应用提出了通过调节这些参数实现双原子纠缠有效调控的方法。这些发现有望为真空与表面物理中的原子-场-介质相互作用研究提供新视角。

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