論文の概要: The energetics of quantum vacuum friction: Field fluctuations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.01539v4
• Date: Sun, 17 Oct 2021 07:15:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 00:45:59.125727
• Title: The energetics of quantum vacuum friction: Field fluctuations
• Title（参考訳）: 量子真空摩擦のエネルギー論:場のゆらぎ
• Authors: Xin Guo and Kimball A. Milton and Gerard Kennedy and William P. McNulty and Nima Pourtolami and Yang Li
• Abstract要約: 量子揺らぎは中性であるが偏光可能な粒子の摩擦を誘発し、エネルギーを放射する。 我々は、黒体放射の残りのフレームにおける粒子の量子摩擦力と力を計算する。 我々は、金原子に量子真空摩擦を推定し、そのような量子真空摩擦効果を検出する可能性についてコメントする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.767887239634509
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum fluctuations can induce a friction on a neutral but polarizable particle and cause it to radiate energy even if the particle is moving in free space filled with blackbody radiation, and is not in contact with or close to any surface or other object. We explore the energetics of such a particle moving uniformly in vacuum, continuing our previous investigations of quantum friction. The intrinsic polarizability of the particle is considered to be purely real before it is dressed by radiation. The particle is then guaranteed to be in the nonequilibrium steady state (NESS), where it absorbs and emits energy at the same rate. We first calculate the quantum frictional power and force on the particle in the rest frame of the blackbody radiation from first principles, namely the Maxwell-Heaviside equations and the Lorentz force law. Then we provide a simpler method of obtaining the same quantities in the rest frame of the particle by using the principle of virtual work. The equivalence of the two approaches is illustrated. The formulas we derive for quantum vacuum frictional power and force are fully relativistic and applicable to finite temperature. In NESS, the quantum vacuum frictional force on the particle is shown to be a true drag, independent of the model for polarizability and the polarization state of the particle. Finally, we give an estimate of the quantum vacuum friction on a gold atom and comment on the feasibility of detecting such quantum vacuum frictional effects.
• Abstract（参考訳）: 量子揺らぎは、中性であるが偏光可能な粒子の摩擦を誘発し、粒子が黒体放射で満たされた自由空間で動き、表面や他の物体と接触または近接していない場合でもエネルギーを放射する。 真空中で一様に動く粒子のエネルギーを探究し、これまでの量子摩擦の研究を継続する。 粒子の固有の偏光性は、放射によって着る前に純粋に現実的であると考えられている。 その後、粒子は非平衡定常状態(NESS)にあることが保証され、同じ速度でエネルギーを吸収して放出する。 まず、第一原理、すなわちマクスウェル・ヘヴィサイド方程式とローレンツ力法則から、黒体放射の残りのフレームにおける粒子の量子摩擦力と力を計算する。 次に、仮想作業の原理を用いて、粒子のrestフレームで同じ量を得るための簡易な方法を提案する。 2つのアプローチの等価性が示される。 量子真空摩擦力と力の式は、完全に相対論的であり、有限温度に適用できる。 nessでは、粒子の量子真空摩擦力は、偏光性と粒子の偏光状態のモデルとは無関係に、真の抵抗であることが示されている。 最後に、金原子上の量子真空摩擦を推定し、そのような量子真空摩擦効果を検出する可能性についてコメントする。

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