¿Cómo genera el efecto casimir dinámico fotones correlacionados?

Hay un artículo reciente sobre arxiv que recibe muchos elogios http://arxiv.org/abs/1105.4714

Los autores muestran experimentalmente que mover un espejo de una cavidad a altas velocidades produce luz de alto vacío. Las dudas habituales sobre las técnicas experimentales parecen abordarse y revisarse muy claramente (según los comentarios de Fred Capasso) http://www.nature.com/news/2011/110603/full/news.2011.346.html )

Mi pregunta es: ¿Alguien puede explicar cómo se generan los fotones correlacionados/comprimidos en este proceso? Puedo tener una idea de cómo un espejo en movimiento puede generar fotones reales impartiendo energía al vacío (corríjame si esto no es consistente con la teoría detallada). Pero no veo cómo se generan los fotones en pares. ¿Alguien podría describir el proceso paramétrico que ocurre aquí?

¡Buena pregunta relacionada con la investigación! Tal vez quieras agregar alguna etiqueta electrodinámica cuántica. Saludos
Gran pregunta +1. Me pregunto si la medición del flujo de los fotones producidos podría usarse como una medida de alguna parte del espectro de energía del vacío.
Buena pregunta. ¿Estás familiarizado con la segunda cuantización? ¿Conoces los estados comprimidos?

Respuestas (1)

Ref [19] en el artículo de arXiv, CM Caves y BL Schumaker, Phys Rev A 31, 3068 (1985), ofrece una descripción clara de un amplificador paramétrico como prototipo de un dispositivo de dos fotones, en la parte inferior de su segunda página. :

En un [amplificador paramétrico], un rayo láser intenso a una frecuencia 2 Ω —el haz de la bomba— ilumina un medio no lineal adecuado. La no linealidad acopla el haz de bombeo a otros modos del campo electromagnético de tal manera que un fotón de bombeo a frecuencia 2 Ω se puede aniquilar para crear fotones de "señal" y "inactivos" en frecuencias Ω ± ϵ y, a la inversa, los fotones de señal e inactivos pueden aniquilarse para crear un fotón de bomba.

Una forma de pensar en la situación actual sería como un dual de esta descripción. Es decir, el medio, la unión de Josephson, oscila a una frecuencia de bombeo 2 Ω , e interactúa de forma no lineal con el estado de vacío.

Desde el documento de arXiv en sí, hay un claro paralelo,

La teoría cuántica nos permite hacer predicciones más detalladas que la simple producción de fotones. Si el límite se conduce sinusoidalmente a una frecuencia angular ω d = 2 π F d , entonces se predice que los fotones se producirán en pares tales que sus frecuencias, ω 1 y ω 2 , suma a la frecuencia de excitación, es decir, esperamos ω d = ω 1 + ω 2 .

Uno de los comentarios en la página Nature News, Edward Schaefer en 2011-06-06 12:39:04 PM, señala un punto que creo que vale la pena resaltar, que "El espejo transfiere parte de su propia energía a los fotones virtuales para hacerlos reales".