論文の概要: Optomechanical Backreaction of Quantum Field Processes in Dynamical
Casimir Effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03129v1
- Date: Sun, 6 Aug 2023 14:41:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-08 16:30:39.426801
- Title: Optomechanical Backreaction of Quantum Field Processes in Dynamical
Casimir Effect
- Title（参考訳）: 力学カシミール効果における量子場の光力学的逆反応
- Authors: Yu-Cun Xie, Salvatore Butera and Bei-Lok Hu
- Abstract要約: 動的カシミール効果(DCE)と宇宙粒子生成(CPC)における量子過程のバックリアクション効果について検討する。
1+1Dの場合、トレース異常による唯一の量子場効果は、静的カシミール効果の魅力的な力により、環の収縮を上下に加速させる傾向がある。
我々の発見は、宇宙学的バックリアクション問題で発見された量子レンツ法則(quantum Lenz law)に則っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Dynamical Casimir effect (DCE) and cosmological particle creation (CPC) share
the same underlying physical mechanism, that of parametric amplification of
vacuum fluctuations in the quantum field by an expanding universe or by a fast
moving boundary. Backreaction of cosmological particle creation at the Planck
time has been shown to play a significant role in the isotropization and
homogenization of the early universe. Understanding the backreaction effects of
quantum field processes in DCE is the goal of this work. We present analyses of
quantum field processes in two model systems: in 1+1D, a ring with
time-dependent radius, and in 3+1D, a symmetric rectangular conducting box with
one moving side. In both cases the time-dependence of the radius or the length
is determined solely by the backreaction of particle creation and related
effects, there is no external agent. We find that for 1+1D, the only quantum
field effect due to the trace anomaly tends to accelerate the contraction of
the ring over and above that due to the attractive force in the static Casimir
effect. For the rectangular box the expansion or contraction is slowed down
compared to that due to the static Casimir effect. Our findings comply with
what is known as the quantum Lenz law, found in cosmological backreaction
problems: the backreaction works in the direction of opposing further changes,
which means the suppression of particle creation and a slow down of the system
dynamics. In conclusion we suggest two related classes of problems of
theoretical significance for further investigations.
- Abstract（参考訳）: 動的カシミール効果(DCE)と宇宙粒子生成(CPC)は、膨張する宇宙や高速な移動境界によって量子場の真空変動のパラメトリック増幅と同じ物理機構を共有している。
プランク時間での宇宙論的粒子生成の反作用は、初期の宇宙の等方化と均質化において重要な役割を果たすことが示されている。
DCEにおける場の量子過程のバックリアクション効果を理解することが、この研究のゴールである。
1+1d(時間依存半径を持つ環)と3+1d(移動側が1つの対称矩形導電箱)の2つのモデル系における量子場過程の解析を行った。
どちらの場合も、半径や長さの時間依存性は、粒子の生成と関連する効果のバックリアクションによってのみ決定されるが、外部剤は存在しない。
1+1Dの場合、トレース異常による唯一の量子場効果は、静的カシミール効果の魅力的な力により、環の収縮を上下に加速させる傾向がある。
長方形の箱の場合、静的なカシミール効果により膨張や収縮が遅くなる。
我々の発見は、宇宙学的バックリアクション問題で発見された量子レンツ法則(Quantum Lenz law)に従っており、バックリアクションは、粒子生成の抑制と系のダイナミクスの減速を意味する、さらなる変化に対応する方向に機能する。
結論として、さらなる研究のために理論的に重要な問題の2つの関連クラスを提案する。
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