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损耗体的量子光力学:通用方法与结构化压缩真空效应

量子物理 2026-04-08 v1

摘要

我们研究了在外部量子照明下自由空间中宏观损耗体所经历的整体光力学力。为此,利用修正朗之万噪声形式(MLNF),我们推导了在非平衡场景下麦克斯韦应力张量的时间平均期望值,其中入射散射场被制备为任意混合量子态,而介质辅助场保持在局部热平衡。在完全辐射-物质热平衡的极限下,我们的表达式精确恢复了支配卡西米尔效应的著名涨落-耗散关系,并且在相干照明下,它给出了标准的经典辐射压力。我们证明,通过用各向异性、多模压缩真空态驱动散射场,电磁量子涨落的时空分布可以被调控以表现出旋转对称性破缺,从而在物体上诱导出一个纯量子力学力。这种力学相互作用在平均场严格为零 ⟨Ê⟩=0 的情况下产生,其非经典性质体现在它依赖于二阶场关联 ⟨ʲ⟩,这与由平均场平方 ⟨Ê⟩² 支配的经典光辐射压力不同。将这一精确表述应用于均匀损耗球,我们利用实际材料参数和光学估算展示了该效应的实验可行性。最终,我们建立了一个宏观量子光力学的通用形式体系,该体系在热平衡约束之外运作,使得在保持物体宏观量子相干性的同时,可以预测纯量子力规避经典平均场和散粒噪声的区间。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.05864,
  title  = {Quantum optomechanics of lossy bodies: general approach and structured squeezed vacuum effects},
  author = {Alessandro Ciattoni},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.05864},
  year   = {2026}
}