有损耗物体的量子光力学:通用方法及结构压缩真空效应

该研究团队探究了自由空间中宏观有损耗物体在外部量子照明下所受的整体光机械力。为此,研究者采用修正朗之万噪声形式体系(MLNF),推导出非平衡场景中麦克斯韦应力张量的时间平均期望值——该场景中入射散射场制备于任意混合量子态,而介质辅助场保持局部热平衡。在完全辐射-物质热平衡极限下,该表达式精确重现了著名的卡西米尔效应涨落-耗散关系;在相干照明条件下,则给出了经典辐射压力的标准表达式。研究证明,通过采用各向异性多模压缩真空态驱动散射场,可调控电磁量子涨落的空间分布以呈现破缺的旋转对称性,从而诱导作用于物体的纯量子力学力。这种机械相互作用产生于严格零平均场条件(⟨𝐄̂⟩=0),其非经典本质体现为对二阶场关联量⟨𝐄̂²⟩的依赖,迥异于由平均场平方⟨𝐄̂⟩²主导的经典光辐射压力。将该精确公式应用于均匀有损耗球体后,团队通过实际材料参数和光学估算验证了该效应的实验可行性。最终,该工作建立了超越热平衡约束的宏观量子光机械普适理论框架,可预测纯量子力规避经典平均场与散粒噪声、同时保持物体宏观量子相干性的新机制。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-07 13:25

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