加速探测器-量子场关联：从真空涨落到辐射通量

本文分析了 (3+1)D 时空中匀加速探测器与量子场的相互作用，旨在研究运动学如何使真空涨落在探测器中呈现热辐射外观（Unruh 效应），以及它们如何为远处观测者产生辐射通量。本研究解决两个基本问题：a) 真空涨落与发射辐射有何关系？ b) Unruh 效应中是否存在带能量通量的发射辐射？我们采用将探测器与场置于平等地位的方法，在充分考虑二者相互作用下分别导出探测器和场的两点关联函数。由精确解，我们能研究从初始瞬态到最终稳态的完整过程，追踪它们参与的所有活动及表现出的物理效应。我们导出了 Minkowski 观测者的量子辐射公式。我们发现探测器确实发射了具有量子特性的正辐射功率，带有 Unruh 效应的某些特征暗示。我们进一步验证，穿衣探测器与探测器辐射能量的一部分的总能量是守恒的。然而这部分辐射在稳态时停止。因此辐射功率中 Unruh 效应的暗示实际上并非直接来自探测器在 Unruh 效应中经历的能量通量。由于关于探测器（原子）和场的所有相关量子与统计信息均可由此处结果获得，适当推广后有望用于解决原子与光学系统中量子信息处理问题，如量子退相干、纠缠与隐形传态。