类斯塔克势下圆柱面约束的非相对论量子粒子

卡鲁扎-克莱因(KK)理论是一个著名的理论框架,其通过引入额外维度的概念[1,2,3],提出了统一电磁相互作用与引力相互作用的构想。在该理论中,额外维度具有某种隐形特性,这可以解释为何引力相互作用弱于其他相互作用。此外,要使这一额外维度显形需要极高能量才能观测到。若能用简易方法揭示该维度并验证其存在,将具有重大意义。基于这一动机,该研究采用微扰理论方法,探究了类斯塔克微扰势𝐻̂𝑆𝐿=𝛽𝑧𝑉𝑜𝑧(𝜃)对圆柱面(长度为𝐿、半径为𝑅𝑜)上非相对论性量子粒子(QPSC)的影响[4,5]。选择QPSC体系是因为其与KK理论框架存在相似性(其中额外维度被编码为角变量𝜃)。类斯塔克微扰势的选取则受到氢原子能级分裂现象的启发。该势场在QPSC上引发的能级分裂将被解释为显形的额外维度。研究结果表明:在简并情况下(𝑅𝑜=𝐿/𝜋),类斯塔克微扰势能有效分裂QPSC能级。这种有效性源于简并态时的一阶能量修正与QPSC量子数𝑛𝑧和𝑛𝜃存在依存关系。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-23 08:02
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