真空中热传递的微观理论

热传递是物理学中的一个基本概念，如何表征热传递的微观物理机制是一个重要议题。最近，一项新的热传递机制——通过量子涨落在真空中通过声子传递热量——在两个振动薄膜系统中被实验证明。然而，围绕这一现象的微观量子电动力学理论仍未探索。本文建立了两个可移动末端镜构成的二维光学腔中真空热传递的非相对论微观理论。在多模腔场框架下，我们获得了支配热传递效应的二阶有效哈密顿量。该哈密顿量描述了两个镜之间的声子交换相互作用，其强度与多模因子和 $l_{0}^{-3}$ 成正比，其中 $l_{0}$ 为腔的剩余长度。我们还确认了模式温度和热通量随剩余腔长度的依赖情况，对应于镜子的热稳态。本工作开启了基于光学腔平台的热力学微观研究，对于纳米尺度设备的热管理以及腔光学学具有深远的意义。