Densidade de energia e força de radiação sobre fronteiras em movimento para estados arbitrários do campo: aplicação ao estado coerente

No presente trabalho foi considerado um campo escalar real não massivo em um espaço-tempo bidimensional, satisfazendo à condição de fronteira Dirichlet ou Neumann na posição instantânea de uma fronteira em movimento. Para uma lei de movimento relativística, foi mostrado que as condiçõoes de fronteira Dirichlet e Neumann produzem a mesma força de radiação sobre um espelho em movimento quando o estado inicial do campo é invariante sobre translações temporais. Obtemos as fórmulas exatas para a densidade de energia do campo e da força de radiação na fronteira para os estados de vácuo, coerente e comprimido. No limite não-relativistico, os resultados obtidos coincidem com os encontrados na literatura. Também foi investigado o campo dentro de uma cavidade oscilante. Considerando as condiçõoes de fronteira Neumann e Dirichlet, escreveu-se a fórmulas exata para a densidade de energia dentro de uma cavidade não-estática, para um estado inicial arbitrário do campo. Tomando como base a equação de Moore, nós calculamos recursivamente a densidade de energia e investigamos a evolução temporal da densidade de energia para o estado coerente do campo.

ABSTRACT: In this work we consider a real massless scalar field in a two-dimensional spacetime, satisfying Dirichlet or Neumann boundary condition at the instantaneous position of a moving boundary. For a relativistic law of motion, we show that Dirichlet and Neumann boundary conditions yield the same radiation force on a moving mirror when the initial field state is invariant under time translations. We obtain the exact formulas for the energy density of the field and the radiation force on the boundary for vacuum, coherent and squeezed state. In the nonrelativistic limit, our results coincide with those found in the literature. We also investigate the field inside an oscillating cavity. Considering Neumann and Dirichlet boundary conditions, we write the exact formula for the energy density inside a non-static cavity for an arbitrary initial field state. Taking as basis the Moore equation, we calculate recursively the energy density and investigate its time evolution for the coherent state.