量子辐射与耗散相对于经典辐射与辐射反作用

这项工作延续了对原子-场相互作用中辐射现象的研究，将我们早先关于静止原子内禀自由度（由谐振子建模）的量子辐射研究扩展到经典辐射的发射。通过假设原子与初始处于相干态的量子标量场相互作用，我们展示了原子的内禀动力学随机分量如何由场的真空涨落产生，从而导致量子辐射的发射，其反作用诱导内禀动力学中的量子耗散。我们还展示了确定性平均场如何驱动内禀经典平均分量发射经典辐射并接收经典辐射反作用。两个分量在统计上截然不同且完全解耦。可以清楚地看到，场的真空涨落效应与量子辐射反作用的效应相匹配，而非如传统观点所言与经典辐射反作用相匹配。与总是达到平衡的原子内禀动力学量子分量不同，经典分量的弛豫动力学很大程度上取决于平均场的后期行为。对于定义场相干态的参数值远大于 1 的情况，若平均场保持周期性，则原子的内禀动力学将呈现经典且周期性的特征；若平均场随时间衰减，则原子内禀动力学的经典分量消退，但量子分量将持续存在并动态平衡。这也解释了为何静止原子的量子辐射未被观测到，以及远处探测器仅看到经典辐射。因此，我们的分析描绘了一幅从量子场中的真空涨落到经典辐射与辐射反作用的连续图景。