腔光机械系统中的 Casimir 效应及其若干量子特性研究

项目名称： 腔光机械系统中的 Casimir 效应及其若干量子特性研究

项目编号： No.11304010

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 聂文杰

作者单位： 华东交通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目拟从理论上研究包含Casimir效应时光机械系统动力学行为以及微纳米机械振子的量子特性。通过安排光机械系统中可移动部件之间或其与腔镜面之间的距离，使得原有光机械系统在不引入新的耦合元素情况下出现附加Casimir相互作用，从而建立Casimir腔光机械模型。借助整个系统的朗之万方程分析该光机械系统中由Casimir效应导致的原有光学双稳现象的改变。通过研究光机械系统中由 Casimir效应诱导的机械振子的频率移动构建Casimir力高精度动态测量模型。进一步的，重点研究介观机械振子运动模式的冷却以及在靠近量子区域时机械运动模式之间或者其与腔内外光场之间的量子纠缠特性，分析Casimir 效应对光机械系统中基态冷却行为和量子纠缠的影响，给出系统呈现各种量子特性的最优化参数。本项目研究内容属于量子光学理论前沿问题，并且考虑到实验的可行性，因而具有重要的研究价值。

中文关键词： 光机械系统；量子纠缠；基态冷却；卡西米尔效应；两能级原子

英文摘要： The project studies theoretically the dynamics and quantum property of the micro/nano-oscillator in an optomechanical system with the Casimir effect. The additional Casimir interaction in an optomechanical system will appear by arranging properly the distance between the movable parts of the optomechanical system or the movable parts of the optomechanical system and the cavity mirror. The proposed Casimir-cavity optomechanical system doesn't need to introduce other coupling elements. The project aims to analyze the change of the original optical bistable phenomenon induced by the Casimir effect based on the Langevin equation of the whole system. Further, the frequency shift of the oscillator induced by the Casimir effect in the optomechanical system will be studied in detail, which can be used for constructing the dynamical measurement model of the Casimir force with high precision. The key point of the project is to study the cooling of motional mode of the mesoscopic oscillator and the quantum entanglement properties between the mechanical modes or the mechanical modes and cavity field modes as the quantum regime is approached. Especially, the influences of the Casimir effect on the ground state of cooling and quantum entanglement of the optomechanical system will be analyzed mainly, and the optimal parameters

英文关键词： Optomechanical system；quantum entanglement；ground state cooling；Casimir effect；two-lever atom