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在研究原子与场的相互作用中,人们对引发自发辐射的物理机制进行了讨论,其物理根源可以归结为真空涨落,也可以为原子辐射反作用,或者两者的共同贡献,鉴于这种不确定性,Dalibard、Dupont-Roc和Cohen-Tannoudji采用原子和算符对称排序的方法成功作了解答,使真空涨落和辐射反作用均具有了其独立的物理意义。随后这个方法被广泛应用于原子与场耦合时原子的演化。 在研究与真空实标量场、电磁场及Dirac场耦合的匀加速和匀速圆周运动原子的自发激发时,均发现处于基态的原子可以发生自发激发,就犹如在热库中一般,这个结论也同Unruh效应一致。然而,原子与标量场和电磁场之间的耦合是线性的,其平均能量变化率分别为真空涨落和辐射反作用的贡献;当把DDC方法推广到Dirac场时,原子同场的耦合是非线性的,此时原子的演化归结为真空涨落和真空涨落与辐射反作用交叉项的贡献。且交叉项的作用与标量场和电磁场中辐射反作用项相同,都会使处于基态和激发态的原子的能量减少,不同的是,交叉项的贡献会随着原子轨迹的改变而有所不同。 本文主要在相对论极限下探讨了与真空Rarita-Schwinger场非线性耦合的匀速圆周运动原子的自发激发,结果显示,真空中做圆周运动的基态原子可以发生自发激发。一个显著的特征是在跃迁率中有加速度的奇次幂项出现,而线性加速情形中加速度项都是偶次幂的。此外,由于直线加速情况中标志着热辐射的普朗克因子项被圆周情况的非热指数项所取代,因此圆周情况的自发激发率不再是一种纯粹的热形式。把原子同其它场耦合的情形作比较,本研究的独特之处就在于:在原子的平均能量变化率中,有正比于加速度的七次方和九次方的项出现,而这些项在与标量场、电磁场和Dirac场耦合的情形中却是没有的。