與有質(zhì)量標(biāo)量場耦合的勻加速原子的自發(fā)激發(fā).pdf

1、自發(fā)輻射是原子的一個重要性質(zhì)，真空中處于激發(fā)態(tài)的原子將自發(fā)的向基態(tài)躍遷，失去能量放出光子；而處于基態(tài)的原子自發(fā)向激發(fā)態(tài)躍遷則不會發(fā)生。人們研究發(fā)現(xiàn)，原子的自發(fā)輻射可以歸結(jié)為真空漲落的作用，同時也可以認為是由于輻射反作用的結(jié)果，而且還可以認為是兩者共同作用的結(jié)果。后來，Dalibard，Dupont-Roc和Cohen-Tannoudji(DDC)研究發(fā)現(xiàn)，前面說的這種不確定性是源自對相互作用哈密頓量中的原子和場算符的排序的不確定性，如果

2、取原子和場算符的對稱排序，則可以消除這種不確定性，同時可以使真空漲落和輻射反作用分別具有獨立的物理意義。
　　 Audretsch和Müeller應(yīng)用DDC理論研究了一個與無質(zhì)量標(biāo)量場耦合的勻加速原子的自發(fā)激發(fā)，同時也得到了一個結(jié)論：在Minkowski真空中做勻加速運動的原子的輻射性質(zhì)等同于一個處于Unruh溫度Tu=α/2π熱庫中的靜止原子的輻射性質(zhì)。那么我們是不是可以認為勻加速運動的原子的激發(fā)機制與處在熱庫中的原子的激發(fā)機

3、制是相同的呢?如果我們把無質(zhì)量的標(biāo)量場換成有質(zhì)量的標(biāo)量場或把場加上一定的邊界，這種等價性是不是仍然成立呢?為了回答此問題，我們將研究一個與有質(zhì)量標(biāo)量場耦合的做勻加速原子的自發(fā)激發(fā)的性質(zhì)。
　　 本文將先在緒論部分做一個綜述，簡述一下DDC方法和Unruh效應(yīng)。隨后我們將應(yīng)用DDC方法，考慮一個與有質(zhì)量標(biāo)量場耦合的兩能級原子，在真空中勻速運動和熱庫中靜止的兩種情況，分別都計算出原子的平均能量變化率，并分別求得自發(fā)輻射和自發(fā)激發(fā)的E

4、instein系數(shù)。我們主要的工作將放在原子在真空中勻加速運動的情況，同樣分別計算出原子的平均能量變化率及原子輻射和激發(fā)的Einstein系數(shù)。將算出的結(jié)果分別與無質(zhì)量標(biāo)量場情況及靜止的處于Unruh溫度熱庫中原子的情況相比較，討論由場的質(zhì)量帶來的修正。我們發(fā)現(xiàn)場的質(zhì)量的引入給原子的輻射和激發(fā)性質(zhì)帶來了許多有趣的結(jié)論。尤為突出的一個結(jié)論就是：與有質(zhì)量標(biāo)量場耦合時，處于Unruh溫度熱庫中的靜止原子的能級躍遷是遵循選擇定則的，而對于做勻加