Thursday, January 22, 2015

qft01 经典的电场和磁场都是光子的相干态(就是那所谓最小不确定态),量子光学中的相干态 = 凝聚态物理中的BEC凝聚态。这两个不同的名字指的是同一种波函数:玻色子湮灭算符的本征态。只不过是量子光学中的玻色子是光子,而凝聚态物理中的玻色子是冷原子

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  • 磁铁的同极相斥到底是什么原因

    蠕行

    来自: 蠕行 2014-08-01 01:23:53

    2人 喜欢
    • 安

      (圈圈~↖(^ω^)↗) 2014-08-01 09:13:43

      磁场是运动的电子产生的,有相对论和电场的库仑定律,运动时电场力的相对论效应自然就产生了一个不延两个带电粒子连线方向的力也就是磁场力。从库仑定律和相对论推导自然而然的可以得到比奥萨法尔定律也就等价于得到了右手定理 。
      这其实也就是说maxwell方程组是天生就符合洛伦兹协变的,是与相对论相容的方程。而且相对论光速不变的光速本来也就是可以由maxwell方程组推出来的。
      要问电场和磁场是什么大概需要学习量子场论,据说两个带电粒子好像是通过交换光子来相互作用的。这个我还不太懂就不乱说了
    • Everett

      Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2014-08-01 13:21:28

      稳恒磁场是光子的相干凝聚态,从这个角度来看,磁场是一种物质,这种物质是纯粹由光子构成的。
    • 苦味酸

      苦味酸 2014-08-15 03:05:45

      我总觉得麦克斯韦方程第二条(电流产生磁场)有点过于唯象了。电流本质上是运动的电荷,那么我们就可以通过洛伦兹变换推导出运动电荷周围的磁场,进而推导出电流产生磁场。
    • Everett

      Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2014-08-22 17:31:52

      我总觉得麦克斯韦方程第二条(电流产生磁场)有点过于唯象了。电流本质上是运动的电荷,那么我们 我总觉得麦克斯韦方程第二条(电流产生磁场)有点过于唯象了。电流本质上是运动的电荷,那么我们就可以通过洛伦兹变换推导出运动电荷周围的磁场,进而推导出电流产生磁场。 ... 苦味酸
      那你就要首先知道电荷在静止参考系中产生的电场是什么,而这同样唯象
    • 留空

      留空 2014-08-23 05:20:25

      我总觉得麦克斯韦方程第二条(电流产生磁场)有点过于唯象了。电流本质上是运动的电荷,那么我们 我总觉得麦克斯韦方程第二条(电流产生磁场)有点过于唯象了。电流本质上是运动的电荷,那么我们就可以通过洛伦兹变换推导出运动电荷周围的磁场,进而推导出电流产生磁场。 ... 苦味酸
      这可以体现在麦克斯韦方程组的协变性里。麦克斯韦方程作为电磁场基本方程,应该适用于任意的电荷分布。而在最一般的情况下我们不能通过参考系变换让所有电荷都静止下来,因此麦克斯韦方程组必须同时描述电荷和电荷运动(速度)带来的电磁效应。

      你觉得第二条方程唯象,可能是因为觉得宏观电流是一个相对“唯象”的概念,只要把电流用点电荷大小和速度表示出来就显得“本质”了。把方程写成四维形式会显得更自然,因为四维电流$J_\mu$很自然地描述了电荷及其运动,如同在爱因斯坦方程中能动张量$T_{\mu\nu}$很自然地描述了物质分布和运动一样。
    • 滑头鬼

      滑头鬼 2014-08-23 16:02:38

      稳恒磁场是光子的相干凝聚态,从这个角度来看,磁场是一种物质,这种物质是纯粹由光子构成的。 稳恒磁场是光子的相干凝聚态,从这个角度来看,磁场是一种物质,这种物质是纯粹由光子构成的。 Everett
      具体如何把稳恒磁场看做光子的凝聚态,哪里有推导?
    • Everett

      Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2014-08-23 21:48:57

      具体如何把稳恒磁场看做光子的凝聚态,哪里有推导? 具体如何把稳恒磁场看做光子的凝聚态,哪里有推导? 滑头鬼
      这是量子场论的基本概念吧。在量子场论中,电磁场处于某个量子态上。电磁场的经典构型对应于相干态。稳恒磁场是一种经典构型,因此属于相干态。从光子角度来看,电磁场的相干态就是光子的凝聚态。
    • 滑头鬼

      滑头鬼 2014-08-23 22:14:26

      这是量子场论的基本概念吧。在量子场论中,电磁场处于某个量子态上。电磁场的经典构型对应于相干 这是量子场论的基本概念吧。在量子场论中,电磁场处于某个量子态上。电磁场的经典构型对应于相干态。稳恒磁场是一种经典构型,因此属于相干态。从光子角度来看,电磁场的相干态就是光子的凝聚态。 ... Everett
      以防误解,你说的相干态指的是湮灭算符的本征态吧,可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有频率的电磁波啊,怎么弄出一个静磁场?另一个问题就是相干态和凝聚态有何关系?虽然比如我们常说BEC凝聚下的粒子高度相干,可是这里的相干指的应该仅仅是粒子的密度矩阵极度接近一个纯态吧。
    • Everett

      Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2014-08-24 01:12:54

      以防误解,你说的相干态指的是湮灭算符的本征态吧,可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有 以防误解,你说的相干态指的是湮灭算符的本征态吧,可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有频率的电磁波啊,怎么弄出一个静磁场?另一个问题就是相干态和凝聚态有何关系?虽然比如我们常说BEC凝聚下的粒子高度相干,可是这里的相干指的应该仅仅是粒子的密度矩阵极度接近一个纯态吧。 ... 滑头鬼
      1. "可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有频率的电磁波啊" 这句话不对。任何频率的电磁波都有相应的湮灭算符,从而有相应的相干态。这里“任何频率”包括频率 = 0,而静态的电磁场构型正是频率=0 的电磁波。

      2. 量子光学中的相干态 = 凝聚态物理中的BEC凝聚态。这两个不同的名字指的是同一种波函数:玻色子湮灭算符的本征态。只不过是量子光学中的玻色子是光子,而凝聚态物理中的玻色子是冷原子。你可以去看冷原子物理的教材,里面会有一节专门讲为什么 BEC凝聚态 = 密度矩阵的非对角长程序 = 原子湮灭算符的本征态 = 相干态。
    • 留空

      留空 2014-08-24 01:56:49

      以防误解,你说的相干态指的是湮灭算符的本征态吧,可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有 以防误解,你说的相干态指的是湮灭算符的本征态吧,可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有频率的电磁波啊,怎么弄出一个静磁场?另一个问题就是相干态和凝聚态有何关系?虽然比如我们常说BEC凝聚下的粒子高度相干,可是这里的相干指的应该仅仅是粒子的密度矩阵极度接近一个纯态吧。 ... 滑头鬼
      基态也是相干态。静场光子数严格为0,所以这里的相干态实际上就是基态。
    • 滑头鬼

      滑头鬼 2014-08-24 08:10:34

      基态也是相干态。静场光子数严格为0,所以这里的相干态实际上就是基态。 基态也是相干态。静场光子数严格为0,所以这里的相干态实际上就是基态。 留空
      那不就是真空?
    • 留空

      留空 2014-08-24 08:32:20

      那不就是真空? 那不就是真空? 滑头鬼
      是的。静止电荷和稳恒电流不会激发辐射(光子),只会“扰动”真空。
    • 滑头鬼

      滑头鬼 2014-08-24 08:39:38

      1. "可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有频率的电磁波啊" 这句话不对。任何频率的电磁波 1. "可是这种相干态我记得对应的经典构型全都是有频率的电磁波啊" 这句话不对。任何频率的电磁波都有相应的湮灭算符,从而有相应的相干态。这里“任何频率”包括频率 = 0,而静态的电磁场构型正是频率=0 的电磁波。 2. 量子光学中的相干态 = 凝聚态物理中的BEC凝聚态。这两个不同的名字指的是同一种波函数:玻色子湮灭算符的本征态。只不过是量子光学中的玻色子是光子,而凝聚态物理中的玻色子是冷原子。你可以去看冷原子物理的教材,里面会有一节专门讲为什么 BEC凝聚态 = 密度矩阵的非对角长程序 = 原子湮灭算符的本征态 = 相干态。 ... Everett
      1. 可是0频率湮灭算符的本征态应该是不同粒子数的0频率光子态的叠加吧,但是0频率光子不就是真空么? 那么有稳恒磁场的真空和纯粹的真空区别在哪。
      2. 可以指明一本吗,我完全没看过冷原子的东西。不过我记得本科时候统计力学里学过,纯粹的光子不能形成BEC凝聚,因为粒子数可以减少,这和你讲的不矛盾吗?(当然可以凝聚到真空,不过这样问题又回到了1)
    • 滑头鬼

      滑头鬼 2014-08-24 08:44:18

      是的。静止电荷和稳恒电流不会激发辐射(光子),只会“扰动”真空。 是的。静止电荷和稳恒电流不会激发辐射(光子),只会“扰动”真空。 留空
      如果说到底静磁场只是受扰之后的真空,那么我觉得“光子凝聚”的说法其实是有点杀鸡用牛刀了,其实就是“没有光子”。
    • Phantom_Ghost

      Phantom_Ghost (Glaube am Chaos) 2014-08-24 13:20:12

      1. 可是0频率湮灭算符的本征态应该是不同粒子数的0频率光子态的叠加吧,但是0频率光子不就是真空 1. 可是0频率湮灭算符的本征态应该是不同粒子数的0频率光子态的叠加吧,但是0频率光子不就是真空么? 那么有稳恒磁场的真空和纯粹的真空区别在哪。 2. 可以指明一本吗,我完全没看过冷原子的东西。不过我记得本科时候统计力学里学过,纯粹的光子不能形成BEC凝聚,因为粒子数可以减少,这和你讲的不矛盾吗?(当然可以凝聚到真空,不过这样问题又回到了1) ... 滑头鬼
      经典的电场和磁场都是光子的相干态(就是那所谓最小不确定态),这也就是光子场各模态相位相干,量子光学里面是有讲的。相干态光子场的粒子数依旧具有一定涨落,在热力学极限下相对不确定度趋于零,粒子数精确度与相位精确度随着粒子数增大而迅速增大。粒子数和相干相位具有不确定关系$\delta N\delta\theta≥h$这一点和超流/超导的特点是一样的,所以说是一种凝聚态。电磁场真空就是零频极限的真空,有涨落,所谓纵光子,标量光子散射交换就是形成表观上的静电场和静磁场作用。

      另外,BEC形成只要是boson都可以,光子气体完全可以凝聚成BEC(热统里面都讲得很清楚),只不过完全没有相互作用的BEC并不具有非对角长程序,因此和存在弱作用的BEC超流体是不同的。计算约化密度矩阵元就可看见这一点,是指数衰减的。
    • Everett

      Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2014-08-24 14:39:30

      1. 可是0频率湮灭算符的本征态应该是不同粒子数的0频率光子态的叠加吧,但是0频率光子不就是真空 1. 可是0频率湮灭算符的本征态应该是不同粒子数的0频率光子态的叠加吧,但是0频率光子不就是真空么? 那么有稳恒磁场的真空和纯粹的真空区别在哪。 2. 可以指明一本吗,我完全没看过冷原子的东西。不过我记得本科时候统计力学里学过,纯粹的光子不能形成BEC凝聚,因为粒子数可以减少,这和你讲的不矛盾吗?(当然可以凝聚到真空,不过这样问题又回到了1) ... 滑头鬼
      零频率光子不是电磁场真空。留空同学的说法是错误的,他认为光子都要扰动真空,这不对。有电磁场和没有电磁场的差别是前者光子数不为0,而后者为0
    • 滑头鬼

      滑头鬼 2014-08-24 18:23:54

      零频率光子不是电磁场真空。留空同学的说法是错误的,他认为光子都要扰动真空,这不对。有电磁场 零频率光子不是电磁场真空。留空同学的说法是错误的,他认为光子都要扰动真空,这不对。有电磁场和没有电磁场的差别是前者光子数不为0,而后者为0 ... Everett
      零频光子的四动量是0,场论里只有真空的四动量是0啊。
    • 留空

      留空 2014-08-24 21:58:06

      经典的电场和磁场都是光子的相干态(就是那所谓最小不确定态),这也就是光子场各模态相位相干,量 经典的电场和磁场都是光子的相干态(就是那所谓最小不确定态),这也就是光子场各模态相位相干,量子光学里面是有讲的。相干态光子场的粒子数依旧具有一定涨落,在热力学极限下相对不确定度趋于零,粒子数精确度与相位精确度随着粒子数增大而迅速增大。粒子数和相干相位具有不确定关系$\delta N\delta\theta≥h$这一点和超流/超导的特点是一样的,所以说是一种凝聚态。电磁场真空就是零频极限的真空,有涨落,所谓纵光子,标量光子散射交换就是形成表观上的静电场和静磁场作用。 另外,BEC形成只要是boson都可以,光子气体完全可以凝聚成BEC(热统里面都讲得很清楚),只不过完全没有相互作用的BEC并不具有非对角长程序,因此和存在弱作用的BEC超流体是不同的。计算约化密度矩阵元就可看见这一点,是指数衰减的。 ... Phantom_Ghost
      粒子数不守恒的体系确实没有BEC,不过我想起了这篇文章:

      http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7323/full/nature09567.html

      只要想办法让光子数守恒,也可以实现BEC,当然这是比较特别的情况。
    • 留空

      留空 2014-08-24 22:00:16

      零频率光子不是电磁场真空。留空同学的说法是错误的,他认为光子都要扰动真空,这不对。有电磁场 零频率光子不是电磁场真空。留空同学的说法是错误的,他认为光子都要扰动真空,这不对。有电磁场和没有电磁场的差别是前者光子数不为0,而后者为0 ... Everett
      静场源$p_0=0$,不能激发在壳的实光子,只能通过激发(或“交换”)虚光子改变基态能量。
    • Phantom_Ghost

      Phantom_Ghost (Glaube am Chaos) 2014-08-24 22:15:06

      粒子数不守恒的体系确实没有BEC,不过我想起了这篇文章: http://www.nature.com/nature/jour 粒子数不守恒的体系确实没有BEC,不过我想起了这篇文章: http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7323/full/nature09567.html 只要想办法让光子数守恒,也可以实现BEC,当然这是比较特别的情况。 ... 留空
      像黑体辐射那种粒子数不守恒的热光子气体没实现零动量凝聚,所以不是BEC。一个开发系统有热浴接触那是没法形成BEC了。不过这里看所谓经典场是凝聚态,那自然不是热光子场,而是最低能的相干态(BEC),是基态(真空态)。
    • Phantom_Ghost

      Phantom_Ghost (Glaube am Chaos) 2014-10-03 11:56:19

      经典的电场和磁场都是光子的相干态(就是那所谓最小不确定态),这也就是光子场各模态相位相干,量 经典的电场和磁场都是光子的相干态(就是那所谓最小不确定态),这也就是光子场各模态相位相干,量子光学里面是有讲的。相干态光子场的粒子数依旧具有一定涨落,在热力学极限下相对不确定度趋于零,粒子数精确度与相位精确度随着粒子数增大而迅速增大。粒子数和相干相位具有不确定关系$\delta N\delta\theta≥h$这一点和超流/超导的特点是一样的,所以说是一种凝聚态。电磁场真空就是零频极限的真空,有涨落,所谓纵光子,标量光子散射交换就是形成表观上的静电场和静磁场作用。 另外,BEC形成只要是boson都可以,光子气体完全可以凝聚成BEC(热统里面都讲得很清楚),只不过完全没有相互作用的BEC并不具有非对角长程序,因此和存在弱作用的BEC超流体是不同的。计算约化密度矩阵元就可看见这一点,是指数衰减的。 ... Phantom_Ghost
      我之前这里有个地方讲得不对,ODLRO是BEC的特征,那么理想玻色气体的BEC和相互作用玻色体系的BEC不同在于前者无法形成超流相后者可以。计算长程极限下密度矩阵元得到都是凝聚态密度。http://www.douban.com/note/427021178/
    • Phantom_Ghost

      Phantom_Ghost (Glaube am Chaos) 2014-10-28 10:46:01

      关于一些所谓无能隙激发玻色子凝聚更全面些的讨论,见: http://tieba.baidu.com/p/3374823425 ,第7楼 ; 当年E大关于雪花结晶的分析讨论是非常奇妙的。

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