量子科技中心_量科网

真空中的麦克斯韦方程组所具有的电磁对偶对称性，意味着经典电磁波的圆偏振量Q是守恒的。在量子场论中，正规排序算符Q̂表征了右旋与左旋光子数算符之差。先前研究表明，该算符的期望值在引力场中运动的观测者参考系下并不守恒。本工作证明，这种诺特对称性同样可在满足对偶性保持边界条件的空波导中实现——该研究团队在经历线性与旋转联合加速的长圆柱形波导内，对无源的麦克斯韦理论进行了量子化处理。 研究发现，在惯性观测者对应的真空态|0⟩中，与波导共动的观测者会破坏期望值⟨0|Q̂|0⟩的守恒性。特别值得注意的是，坐标系拖曳效应会导致后期右旋与左旋场模式间出现频谱不对称。其结果是，与旋转波导共动的加速探测器可从量子真空中检测到光子对激发，并呈现相反螺旋度模式间的非平衡态。这种相对论性量子效应表明：即便在平直时空中，只要涉及非惯性系，量子理论就会破坏与对偶对称性相关的经典守恒律。该分析为在模拟引力平台上验证此效应提供了具体概念验证。