量子器件中的時(shí)間問(wèn)題與隱失場(chǎng)的物理性質(zhì)研究.pdf

1、量子力學(xué)中的時(shí)間問(wèn)題和隱失場(chǎng)的物理性質(zhì)問(wèn)題，是兩個(gè)重要而又相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)理論問(wèn)題，前者涉及到如何理解和控制量子器件的極限運(yùn)行速度，后者涉及如何利用隱失波的物理特性進(jìn)行納米技術(shù)的加工制造和設(shè)計(jì)新功能的量子器件。同時(shí)，可以利用隱失場(chǎng)的傳播實(shí)驗(yàn)來(lái)研究納米結(jié)構(gòu)中的隧穿時(shí)間問(wèn)題，而利用現(xiàn)有隧穿時(shí)間理論反過(guò)來(lái)揭示隱失場(chǎng)的超光速特性。然而由于時(shí)間在量子力學(xué)中只是一個(gè)參數(shù)，微觀過(guò)程中的時(shí)間不存在一個(gè)現(xiàn)成的理論計(jì)算模型，這使得量子力學(xué)中的時(shí)間問(wèn)題從一開始

2、就是一個(gè)難題；另一方面，隱失場(chǎng)的傳播(即光子隧穿)又屬于純粹的量子力學(xué)效應(yīng)，不存在經(jīng)典的速度概念，這使得如何定義它的傳播速度成為是一個(gè)難題。由于這種原因，盡管無(wú)論是隧穿時(shí)間理論的預(yù)言，還是隱失場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，都表明隱失場(chǎng)具有超光速這一特性，近年來(lái)有些人對(duì)這種結(jié)論提出異議?？紤]到研究量子力學(xué)中的時(shí)間問(wèn)題和隱失場(chǎng)的物理性質(zhì)，既有理論價(jià)值又有實(shí)用價(jià)值，因此本文專門針對(duì)量子力學(xué)中的時(shí)間問(wèn)題和電磁截止波導(dǎo)內(nèi)的隱失場(chǎng)性質(zhì)(主要是超光速性)展開研究。主

3、要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： 1．給出在量子力學(xué)中構(gòu)造時(shí)間算符和計(jì)算時(shí)間的量子力學(xué)平均的一般法則；把自由到達(dá)時(shí)間理論由傳統(tǒng)的非相對(duì)論情形推廣到相對(duì)論情形；通過(guò)傳統(tǒng)力學(xué)的對(duì)偶理論建立時(shí)間算符的形式理論；在二次量子化的意義上研究相對(duì)論量子理論中的時(shí)空位置算符問(wèn)題。 2．用外插相位時(shí)間理論證明虛宗量的Bessel波存在超光速行為；建立光子隧穿的替代理論，在二次量子化的基礎(chǔ)上嚴(yán)格論證了隱失波的超光速行為；利用量子Lorentz變換進(jìn)一

4、步論證了粒子的超光速運(yùn)行的可能性，得到的結(jié)果與量子場(chǎng)論方法相符。其中給出了光子的一次量子化理論，建立了波導(dǎo)內(nèi)光子的相對(duì)論量子力學(xué)方程，這些研究對(duì)于光子的空間局域性理論研究有著重要意義。 3．利用鏡像法給出了電磁波導(dǎo)的等價(jià)描述，給出了截止波導(dǎo)內(nèi)隱失場(chǎng)的近場(chǎng)描述，并且由此定性地給出了隱失場(chǎng)的虛光子和相變觀點(diǎn)；給出了利用隱失場(chǎng)操縱電子自旋的相對(duì)論自旋電子學(xué)；利用光子隧穿導(dǎo)致能級(jí)分裂的現(xiàn)象，為量子計(jì)算和量子信息技術(shù)提供一種量子位的可能實(shí)