自由空间与受限腔中加速原子的量子电动力学

我们考虑一个思想实验：一束处于基态的原子被加速穿过单模微波腔。我们表明，考虑相互作用哈密顿量中的“反旋转”项会导致原子激发并同时向场模发射一个光子。在相互作用缓慢开启的情况下，发射与吸收概率之比呈指数小，并由 Unruh 因子描述。在腔边界锐利的相反情况下，上述比值大得多，且辐射强度可超出自由空间中 Unruh 加速辐射强度许多个数量级。两种情况均产生实光子，这与均匀加速原子不辐射的观点相反。稳态下的腔场由热密度矩阵描述。然而在某些条件下可实现激光增益。我们详细讨论了原子加速如何在不同的情形中影响所产生的腔场，从 Unruh 辐射的简单物理图像推进到更复杂的情况。