热平衡下零点量子噪声为何无法被探测：涨落耗散定理中的卡西米尔力与零点贡献
其他凝聚态物理
2017-10-31 v1 量子物理
摘要
零点贡献（亦称为量子噪声或真空涨落）在涨落耗散定理(FDT)量子表达式中的作用是一个长期未决的开放问题，自 Callen 与 Welton 1951 年开创性论文[1]提出以来被广泛讨论。一方面，它具有如下缺陷：(i) 其能量的期望值为无穷大，(ii) 它导致噪声功率谱密度的紫外灾难，以及 (iii) 它在热平衡条件下缺乏实验验证。另一方面，通过施加适当的边界条件并利用正则化技术消除发散，真空涨落成为相对导电板之间吸引力的来源，该力首先由 Casimir 于 1948 年预测[2]，后来以日益增长的精度被实验验证。因此，FDT 的量子表述应解释 Casimir 力的存在及其后果。在本快报中，我们表明在热平衡下 Casimir 力应与物理系统的机械反作用平衡。因此，无法探测到零点谱，且物理系统发射的功率谱与 Planck 1901 年[3]为黑体计算者相同。据此，标准量子 FDT 表达式[1]的实验验证被阻止，而支持包含 Planck 因子[4]的 Nyquist 表达式。
引用
@article{arxiv.1612.07076,
title = {Why zero-point quantum noise cannot be detected at thermal equilibrium: Casimir force and zero-point contribution in the fluctuation-dissipation theorem},
author = {Lino Reggiani and Eleonora Alfinito},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.07076},
year = {2017}
}
备注
4 pages