是什么让粒子探测器发出响应

我们强调了自由空间中 Fock 态探测与光学腔中光-物质相互作用模型之间的根本差异。为此，我们研究了探测器对 Fock 波包共振的现象，将其作为波包单色化程度、空间维数、光-物质耦合的线性或二次性质以及空间中腔壁存在（或缺失）的函数。由此我们表明，来自腔中量子光学的直觉并不能直接推广到自由空间情形。例如，在 $(3+1)$ 维中，探测器对 Fock 波包的响应会随着波包变得越来越单色化且与探测器共振频率一致而趋于零。即便自由空间波包的能量在单色极限下趋于预期的有限值 $\hbar\Omega$，情况依然如此。这与腔中（即使是大型腔）光-物质相互作用的行为形成对比，在腔中当量子在探测器共振频率处更单色化时吸收一个 Fock 量子的概率最大。我们将这一关键差异归因于单色 Fock 态在连续谱中不可归一化，因此物理 Fock 态必须由可归一化波包构造，其能量密度在单色极限下随空间离域化而趋于零。