量子器件中的時間問題與隱失場的物理性質(zhì)研究.pdf

1、量子力學中的時間問題和隱失場的物理性質(zhì)問題，是兩個重要而又相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)理論問題，前者涉及到如何理解和控制量子器件的極限運行速度，后者涉及如何利用隱失波的物理特性進行納米技術(shù)的加工制造和設(shè)計新功能的量子器件。同時，可以利用隱失場的傳播實驗來研究納米結(jié)構(gòu)中的隧穿時間問題，而利用現(xiàn)有隧穿時間理論反過來揭示隱失場的超光速特性。然而由于時間在量子力學中只是一個參數(shù)，微觀過程中的時間不存在一個現(xiàn)成的理論計算模型，這使得量子力學中的時間問題從一開始

2、就是一個難題；另一方面，隱失場的傳播(即光子隧穿)又屬于純粹的量子力學效應(yīng)，不存在經(jīng)典的速度概念，這使得如何定義它的傳播速度成為是一個難題。由于這種原因，盡管無論是隧穿時間理論的預(yù)言，還是隱失場的實驗結(jié)果，都表明隱失場具有超光速這一特性，近年來有些人對這種結(jié)論提出異議?？紤]到研究量子力學中的時間問題和隱失場的物理性質(zhì)，既有理論價值又有實用價值，因此本文專門針對量子力學中的時間問題和電磁截止波導內(nèi)的隱失場性質(zhì)(主要是超光速性)展開研究。主

3、要內(nèi)容有以下幾個方面： 1．給出在量子力學中構(gòu)造時間算符和計算時間的量子力學平均的一般法則；把自由到達時間理論由傳統(tǒng)的非相對論情形推廣到相對論情形；通過傳統(tǒng)力學的對偶理論建立時間算符的形式理論；在二次量子化的意義上研究相對論量子理論中的時空位置算符問題。 2．用外插相位時間理論證明虛宗量的Bessel波存在超光速行為；建立光子隧穿的替代理論，在二次量子化的基礎(chǔ)上嚴格論證了隱失波的超光速行為；利用量子Lorentz變換進一

4、步論證了粒子的超光速運行的可能性，得到的結(jié)果與量子場論方法相符。其中給出了光子的一次量子化理論，建立了波導內(nèi)光子的相對論量子力學方程，這些研究對于光子的空間局域性理論研究有著重要意義。 3．利用鏡像法給出了電磁波導的等價描述，給出了截止波導內(nèi)隱失場的近場描述，并且由此定性地給出了隱失場的虛光子和相變觀點；給出了利用隱失場操縱電子自旋的相對論自旋電子學；利用光子隧穿導致能級分裂的現(xiàn)象，為量子計算和量子信息技術(shù)提供一種量子位的可能實