黑洞外部时空原子的自发激发与兰姆移动

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11405091
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2504.相对论、引力与宇宙学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Balck hole spacetime is a typical curved spacetime with unique properties. Recent theoretical studies on it show that it is characterized by a peculiar quantum effect - Hawking radiation, the discovery of which not only solves the contradiction that lasts for a long time in thermodynamics, but also profoundly reveals the internal combination among the gravity theory, thermodynamics and quantum theory. Spontaneous excitation and Lamb shift are two important radiative properties of an atom interacting with quantum fields and they are experimentally observable. In the exterior region of a black hole, the fluctuations of quantum fields is distinctive from that in other spacetime, thus the properties of spontaneous excitation and Lamb shift of an atom outside the black hole. By studing the spontaneous excitation and Lamb shift of an atom in the exterior region of a black hole, we intend to explore the properties of various kinds of black hole spacetime. This work is important for theoretical research on the effect of properties of curved spacetime on the radiative properties of an atom, and is helpful for us to interpret the quantum effect of Hawking radiation and the concepts such as the quantum vacuum, besides, it may provide us with new thougths for inspecting quantum effects of curved spacetime.
黑洞时空是一类典型的弯曲时空,具有自身独特的物理性质和特点。近些年的理论研究表明,黑洞具有奇特的量子效应-霍金辐射,这个重要的发现不仅解决了黑洞热力学中长久以来存在的矛盾,而且深刻地揭示了引力理论、热力学和量子理论之间的内在联系。自发激发和兰姆移动是原子两种重要的辐射性质,它们都是由原子与场相互作用引起的可观测的量子效应。在黑洞外部时空中,量子场的涨落有着不同于其它时空中量子场涨落的性质和特点,因而时空中原子的自发激发和兰姆移动也将呈现出新的特性。本项目拟通过对黑洞外部时空中原子的自发激发和兰姆移动的研究来探究不同类型黑洞时空的性质和特点。这项工作对于我们认识弯曲时空性质对原子辐射性质的影响具有重要的理论意义,有助于我们进一步理解黑洞的霍金辐射和量子真空等概念,并有可能为实验观测和检验弯曲时空的量子效应提供新的思路。

结项摘要

原子的自发激发和兰姆移动是原子与场相互作用时发生的重要量子现象,近些年人们研究发现闵氏时空中原子的非惯性运动和时空中的热辐射会引起与场耦合的原子的平均能量和兰姆移动有修正。不同时空各有其自身的特点,时空中传播的量子场也有着各自独特的物理性质,因此,与各种时空中不同性质量子场耦合的原子的辐射性质也有所区别。我们在黑洞等弯曲时空背景中与各种性质量子场耦合的原子的辐射性质方面开展了一系列研究工作,探讨了黑洞的霍金辐射、时空曲率、时空非平庸拓扑结构、原子的非惯性运动、时空中的热辐射以及原子的极化等因素对原子能级移动和自发激发等辐射性质的影响,揭示了黑洞等弯曲时空性质与原子的能级移动、自发激发等辐射性质内在的、本质的联系。.我们发现,对于史瓦希时空中对称、反对称纠缠态关联的两原子,原子间的相互作用势与时空中量子场的涨落没有关系,它完全由原子的辐射反作用引起,因此,与原子其它辐射性质(如兰姆移动)显著不同,对称或反对称纠缠态关联的两原子间的相互作用势在Boulware真空,Unruh真空和Hartle-Hawking真空中具有完全相同的特点和规律,黑洞的霍金辐射对该相互作用势没有影响。而史瓦希时空曲率对该相互作用势有重要影响,特别是在视界附近,该相互作用势明显比闵氏时空中的结果小。我们关于一条无限长直宇宙弦附近原子的平均能量变化率的研究工作揭示了时空的非平庸拓扑结构、原子的匀加速运动、时空中的热辐射和原子的极化与原子的平均能量变化率的密切联系。我们关于平直时空中与电磁场耦合的匀加速原子的自发激发现象的研究表明对于原子与电磁场耦合的情况,Fulling-Davies-Unruh效应是完全成立的。此外,我们还发现非平衡热效应对原子的能级移动有重要影响,原则上我们可以在非平衡环境中通过对介质材料的选择在室温范围内实现介质板附近原子受到的Casimir-Polder力从吸引到排斥的转变。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Spontaneous excitaiton of a static atom in a thermal bath in cosmic string spacetime
宇宙弦时空热浴中静态原子的自发激发
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Physical Review D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Huabing Cai;Hongwei Yu;Wenting Zhou
  • 通讯作者:
    Wenting Zhou
Resonance interaction energy between two accelerated identical atoms in a coaccelerated frame and the Unruh effect
共加速框架中两个加速的相同原子之间的共振相互作用能和安鲁效应
  • DOI:
    10.1103/physrevd.94.105025
  • 发表时间:
    2016-09
  • 期刊:
    Physical Review D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wenting Zhou;Roberto Passante;Lucia Rizzuto
  • 通讯作者:
    Lucia Rizzuto
Spontaneous excitation of a uniformly accelerated atom in the cosmic string spacetime
宇宙弦时空中均匀加速原子的自发激发
  • DOI:
    10.1103/physrevd.93.084028
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wenting Zhou;Hongwei Yu
  • 通讯作者:
    Hongwei Yu
Resonance interatomic energy in a Schwarzschild spacetime
史瓦西时空中的原子间能量共振
  • DOI:
    10.1103/physrevd.96.045018
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zhou Wenting;Yu Hongwei
  • 通讯作者:
    Yu Hongwei
Casimir-Polder force for a polarizable molecule near a dielectric substrate out fo thermal equilibrium
介电基板附近可极化分子的卡西米尔-波尔德力超出热平衡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Wenting Zhou;Hongwei Yu
  • 通讯作者:
    Hongwei Yu

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其他文献

罗勒总黄酮对ApoE~(-/-)基因缺陷动脉粥样硬化小鼠NF-κB信号通路的调控作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    新疆医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    艾再提·克热木;周文婷;古再努尔·买买提;阿布来提·阿布力孜;阿瓦古丽·达吾提;艾合买提江·纳曼;艾尼瓦尔·吾买尔
  • 通讯作者:
    艾尼瓦尔·吾买尔
糖原合成激酶-3在氧化应激与阿尔茨海默病中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西北药学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阿地力江·萨吾提;周文婷;艾尼瓦尔·吾买尔
  • 通讯作者:
    艾尼瓦尔·吾买尔
基于~1H-NMR研究罗勒总黄酮对ApoE~(-/-)小鼠血清代谢组学的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    新疆医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阿尔祖亚·多力空;艾尼瓦尔·吾买尔;努尔乎玛尔·库尔班;艾再提·克热木;阿迪力·阿不都热合曼;邬利娅·伊明;周文婷
  • 通讯作者:
    周文婷
C型利钠肽及其受体在水牛卵泡中的表达分析
  • DOI:
    10.16431/j.cnki.1671-7236.2016.11.028
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国畜牧兽医
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周文婷;孙龙飞;尹娜;杜姗姗;赵鑫;代小丽;陆凤花;石德顺
  • 通讯作者:
    石德顺
海上风电场真空断路器投入并联电抗器的过电压及防护
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    电力系统自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周文婷;唐文虎;辛妍丽;周九江;吴青华
  • 通讯作者:
    吴青华

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周文婷的其他基金

弯曲时空原子间相互作用势研究
  • 批准号:
    11875172
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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