論文の概要: Quantum Radiation and Dissipation in Relation to Classical Radiation and Radiation Reaction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.12490v1
• Date: Fri, 25 Feb 2022 04:18:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 23:43:56.073039
• Title: Quantum Radiation and Dissipation in Relation to Classical Radiation and Radiation Reaction
• Title（参考訳）: 古典的放射線・放射反応と量子放射・散逸
• Authors: Jen-Tsung Hsiang and Bei-Lok Hu
• Abstract要約: この研究は、原子-磁場相互作用からの放射現象の研究を継続する。 原子の内部動力学の成分が磁場の真空ゆらぎからどのように生じるかを示す。 また, 決定論的平均場が内部の古典的平均成分を駆動して古典的放射を放出し, 古典的放射反応を受けることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This work continues the investigation of radiation phenomena from atom-field interactions, extending our earlier study of quantum radiation from a stationary atom's internal degree of freedom, modeled by a harmonic oscillator, to the emittance of classical radiation. By assuming that the atom interacts with a quantum scalar field initially in a coherent state, we show how a stochastic component of the internal dynamics of the atom arises from the vacuum fluctuations of the field, resulting in the emittance of quantum radiation, whose reaction induces quantum dissipation in the internal dynamics. We also show how the deterministic mean field drives the internal classical mean component to emit classical radiation and receive classical radiation reaction. Both components are statistically distinct and fully decoupled. It is clearly seen that the effects of the vacuum fluctuations of the field are matched with those of quantum radiation reaction, not with classical radiation reaction, as the folklore goes. In contrast to the quantum component of the atom's internal dynamics, which always equilibrates, the relaxation dynamics of the classical component largely depends on the late-time behavior of the mean field. For the values of the parameters defining the coherent state of the field much greater than unity, if the mean field remains periodic, then the internal dynamics of the atom will appear classical and periodic. If the mean field diminishes with time, then the classical component of the atom's internal dynamics subsides but the quantum component will abide and dynamically equilibrate. This also explains why quantum radiation from a stationary atom is not observed, and a probe located far away only sees classical radiation. Our analysis therefore paints a continuum landscape starting from vacuum fluctuations in the quantum field to classical radiation and radiation reaction.
• Abstract（参考訳）: この研究は、原子-磁場相互作用による放射現象の研究を継続し、我々の初期の量子放射の研究を、調和振動子によってモデル化された静止原子の内部自由度から古典放射の放射能まで延長した。 原子が最初にコヒーレント状態の量子スカラー場と相互作用すると仮定することにより、原子の内部力学の確率成分が磁場の真空変動から生じることを示し、反応によって内部力学における量子散逸が生じる量子放射の放出をもたらす。 また, 決定論的平均場が内部古典平均成分を駆動して古典放射を放出し, 古典放射反応を受ける方法を示す。 両成分は統計的に異なっており、完全に分離されている。 磁場の真空変動の影響は、古典的な放射反応ではなく、量子放射反応の影響と一致していることが明らかにされている。 常に同値である原子の内部動力学の量子成分とは対照的に、古典的成分の緩和動力学は、平均場の後期の挙動に大きく依存する。 場のコヒーレント状態を定義するパラメータの値がユニティよりもはるかに大きい場合、平均場が周期的のままであれば、原子の内部ダイナミクスは古典的かつ周期的に現れる。 平均場が時間とともに減少すると、原子の内部動力学の古典成分は沈降するが、量子成分は従って動的に平衡する。 これはまた、静止原子からの量子放射が観測されず、遠くにあるプローブが古典的な放射のみを見る理由を説明する。 そこで本研究では,量子場の真空揺らぎから古典的放射・放射反応まで,連続した景観を描く。

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