Thermodynamic Casimir Forces between a Sphere and a Plate: Monte Carlo Simulation of a Spin Model
研究了球形物体与平板之间的热力学Casimir力。我们考虑的三维伊辛模型，这是相关的二元混合物的实验中的散装普适性类。为此，我们模拟改进的Blume-Capel模型。按照Hucht的方法，我们通过在温度倒数上积分能量差来计算力。我们证明，这些能量差可以有效地计算通过使用一个特定的聚类算法。我们的数值计算结果的强对称性破缺边界条件进行了比较与Derjaguin近似的小距离和小球的大距离之间的球和板的展开。
2013-02-26 cond-mat.stat-mech
The thermodynamic Casimir effect in the neighbourhood of the lambda-transition: A Monte Carlo study of an improved three dimensional lattice model
本文研究了三维XY普适类薄膜中的热力学Casimir效应。为此，我们在简单立方晶格上模拟了改进的二分量phi^4模型。我们使用的晶格厚度为L_0=33。基于我们的蒙特卡罗模拟的结果，我们计算的通用有限尺寸标度函数θ的热力学Casimir力的行为特征的临界点附近。我们证实了自由边界条件对普遍有限尺寸标度行为的主要修正可以表示为有效厚度L_{0,eff} = L_0+ L_s，其中L_s =1.02（7）.我们的结果进行了比较，与实验的4 He附近的过渡，以前的蒙特卡罗模拟的XY模型的简单立方晶格和场论的结果。对于有限尺寸标度函数θ，我们的结果与~ 4 He薄膜的实验和以前的蒙特卡罗模拟基本一致。
2009-05-13 cond-mat.stat-mech
Yet another method to compute the thermodynamic Casimir force in lattice models
我们讨论了一种方法，允许计算在一个给定的温度在晶格模型中的热力学Casimir力，通过执行一个单一的蒙特卡罗模拟。它类似于de Forcrand、Noth和de Forcrand、Lucini和Vettorazzo在研究四维SU（N）格点规范模型中的特胡夫特环和界面张力时所使用的方法。我们测试的例子中的薄膜的XY通用类的方法。特别地，我们在简单立方晶格上模拟了改进的二分量phi^4模型。这使我们能够与我们以前的研究进行比较，在那里，我们已经计算了卡西米尔力的数值积分能量密度的逆温度。
2009-08-25 cond-mat.stat-mech hep-lat
Pronounced minimum of the thermodynamic Casimir forces of O(${\bf n}$) symmetric film systems: Analytic theory
在体临界条件下研究了O $(n)$普适类中Dirichlet边界条件下薄膜系统的热力学Casimir力。在解决长期存在的问题上取得了实质性的进展，即用解析方法描述实验观察到的$^4$ He薄膜$(n=2)$中标度函数的显著最小值。加西亚和M.H.W. Chan，Phys. Rev. Lett. $n=1$和O. Vasilyev等人，EPL ${\bf 80}, 60009 \;(2007)$。我们的有限大小的重整化群方法产生良好的协议的深度和位置的最小值为$n=1$和半定量协议的最小值为$n=2$。我们的理论还预测了一个明显的最小值为$n=3$海森堡普适类。
2014-09-28 cond-mat.stat-mech
The bulk correlation length and the range of thermodynamic Casimir forces at Bose-Einstein condensation
在微观上研究了两个经历玻色-爱因斯坦凝聚的三维系统：理想玻色气体和非理想平均场玻色气体的体关联长度与热力学Casimir力衰减长度之间的关系.对于这些系统中的每一个，两个长度在从单相侧接近对应的凝结点时发散，并且彼此成比例。我们确定的比例因子，并讨论它们对边界条件的依赖。衰变长度和关联长度的临界指数值相同，对于理想气体为1/2，对于不理想气体为1。
2012-06-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Exact results for the temperature-field behavior of the thermodynamic Casimir force in a model of film system with a strong surface adsorption
当无质量激发受到物质物体的限制或改变时，人们会观察到一种作用在它们之间的力，通常称为卡西米尔力。这样的激励存在于任何流体系统接近其真正的整体临界点。我们推导出精确的分析结果的温度和外部有序场行为的热力学Casimir力内的平均场金斯堡-朗道伊辛型模型的简单流体或二元液体混合物。我们调查的情况下，在膜的几何形状下，系统的边界表现出强烈的吸附到系统的相（组件）之一。我们目前的分析和数值计算结果（温度场）表面的力在两个临界区域的膜接近其有限尺寸或散装临界点，以及在毛细冷凝制度低于有限尺寸临界点。
2016-04-26 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Casimir Effect in Films: the Exchange Cluster Algorithm
研究了各种边界条件下薄膜的热力学Casimir力和三维伊辛模型的体普适类。为此，我们进行蒙特卡罗模拟的改进的Blume-Capel模型上的简单立方晶格。特别地，我们采用交换或几何簇聚类算法[J.R. Heringa和H. W. J. Blöte，Phys.Rev.E57，4976（1998）]。在以前的工作中，我们证明了这种算法可以有效地计算板球几何的热力学Casimir力。事实证明，对于膜几何形状，也可以实现统计误差的大幅减少。在物理方面，我们着重于（O，O）边界条件，其中O表示普通表面跃迁。这些都是通过薄膜两侧的自由边界条件实现的。具有这种边界条件的薄膜在二维伊辛模型的普适类中经历相变。我们确定了一个大的范围内的膜的厚度L_0的反转变温度，并研究了这个温度与L_0的标度。在转变附近，热力学Casimir力受到有限尺寸效应的影响，其中有限尺寸是指薄膜的有限横向延伸L。我们证明了这些有限尺寸效应可以通过使用二维伊辛模型的自由能的通用有限尺寸标度函数来计算。
2014-10-27 cond-mat.stat-mech
Exact results for the behavior of the thermodynamic Casimir force in a model with a strong adsorption
当无质量的激发受到物质体的限制或改变时，人们会观察到一种作用在它们之间的力，通常称为卡西米尔力。这样的激励存在于任何流体系统接近其真正的整体临界点。我们推导出精确的分析结果的温度和外部有序场行为的热力学Casimir力内的平均场金斯堡-朗道伊辛型模型的简单流体或二元液体混合物。我们调查的情况下，在膜的几何形状下，系统的边界表现出强烈的吸附到系统的相（组件）之一。我们目前的分析和数值计算结果的（温度场）救济图的力在两个临界区域的膜接近其有限尺寸或散装临界点，以及在毛细冷凝制度下，但接近有限尺寸的临界点。
2016-10-04 cond-mat.stat-mech
Universality of the thermodynamic Casimir effect
最近，热力学Casimir力主导空间行为的一个非普适性特征被报道[X。S. Chen和V. Dohm，Phys. Rev. E { \bf 66}，016102（2002）]。我们重新考虑导致这种观察的参数，并表明，有没有这样的领先的非普适项在短程相互作用的系统，如果一个正确对待的相互作用势的傅立叶变换中的急剧的动量截止产生的影响。我们还得出结论，晶格和连续模型，然后产生的结果相互协议独立的截止计划，与上述报告。所有结果都符合短程相互作用系统中Casimir力的{ \em普适性}特征。由于色散力的影响进行了讨论的系统周期性或现实的边界条件。与具有短程相互作用的系统相反，对于$L/ξ\gg 1$，由于相互作用的次主导长程特征，在$L$中观察到主导有限尺寸贡献受幂律支配，其中$L$是有限系统尺寸，$ξ$是相关长度。
2003-05-26 cond-mat.stat-mech
Large-$n$ approach to thermodynamic Casimir effects in slabs with free surfaces
本文考虑了具有$O(n)$对称哈密顿量${\cal H}$的经典$n$ -矢量$ϕ^4$模型，其边界为一对平行的自由表面平面的$\infty^2\times L$平板几何.温度依赖的标度函数的过剩自由能和热力学Casimir力的计算在大- $n$限制温度$T$，以上，和以下的散装临界温度$T_{\rm c}$。它们的$n=\infty$极限可以用自洽的一维薛定谔方程的本征系统精确地表示。该方程通过数值方法求解两个不同的离散化版本的模型：在第一个（“模型A”）中，只有跨越板的坐标$z$被离散化，并且在与横向坐标共轭的动量上的积分在维度上被正则化;在第二个（“模型B”）中，使用沿横向方向具有周期性边界条件的简单立方晶格。重整化群的想法被调用表明，除了校正缩放$\propto L^{-1}$，异常的$\propto L^{-1}\ln L$应该发生。通过对$ϕ^4$相互作用常数$g$取适当的$g\to\infty$（$T_{\rm c}\to\infty$）限值，可以显著降低它们。取决于模型A或B，它们可以完全或大程度地在有效厚度$L_{\rm eff}=L+δL$中被吸收。两种模型都获得了良好的数据崩溃和一致的高精度结果。标度函数的低温Goldstone值的方法涉及对数异常。的缩放功能表现出所有的定性功能，看到在实验中的润湿层的${}^4$他和Monte Carlo模拟的$XY$模型，…
2014-06-16 cond-mat.stat-mech hep-th
Thermodynamic Casimir effect: Universality and Corrections to Scaling
本文研究了具有对称破缺边界条件的三维伊辛普适类薄膜的热力学Casimir力。我们专注于对标度的修正的效果和探测数值我们的结果的普遍性。特别地，我们检验了我们的假设，即校正由有效厚度L_{0,eff} =L_0+c（L_0+L_s）^{1-ω} +L_s很好地描述，其中c和L_s是系统特定参数，ω \approx 0.8是主导体校正的指数。我们在简单立方晶格上模拟了改进的Blume-Capel模型和伊辛模型。首先，我们分析各种量在临界点的行为。在考虑伊辛模型的修正\propto L_0^{-ω}的情况下，我们发现从这两个不同的模型得到的结果有很好的一致性。特别是对伊辛模型的Casimir振幅差Δ_{+-}-Δ_{++}=3.200（5）进行了分析，与改进的Blume-Capel模型得到的Δ_{+-}-Δ_{++}=3.208（5）进行了比较。接下来，我们研究的行为的热力学Casimir力的大值的标度变量x=t [L_0/L_0]。这种行为可以通过用转移矩阵和边界态的本征值和本征态来表示薄膜的配分函数，从而得到整个振幅。在这里，我们展示了如何以高精度计算这个整体幅度。最后讨论了热力学Casimir力的标度函数θ_{+-}和θ_{++}在标度变量范围内的结果。我们的结论是，我们的数值结果符合普适性。缩放的校正很好地近似于有效厚度。
2012-05-18 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Casimir forces in strongly anisotropic systems within the $N\to \infty$ class
本文研究强各向异性系统中热力学Casimir效应，发现空间维度决定壁间力性质：特定维度区间为排斥或吸引，某些维度下力消失，并讨论了对量子相变的意义。
2021-02-08 cond-mat.stat-mech
The specific heat, the energy density and the thermodynamic Casimir force in the neighbourhood of the lambda-transition
讨论了三维XY普适类薄膜的比热、能量密度和热力学Casimir效应之间的关系。热力学Casimir力的有限尺寸标度函数$θ(x)$可用过剩能量密度和过剩自由能量密度的标度函数h '（x）和h（x）表示。先验地，这些量取决于约化温度t和膜的厚度L_0。然而，有限尺寸标度理论预言标度函数只依赖于x=t [L_0/L_0]^{1/ν}的组合，其中ν是临界指数，$ξ_0$是关联长度的幅度。我们利用这一事实，从Monte Carlo数据中计算了简单立方晶格上改进的双组分E_4模型在短方向上具有自由边界条件的过剩能量密度的θ。我们重复这个练习，使用实验数据的过剩比热的4 He膜。过量比热的有限尺寸标度行为由h“（x）控制，它与文献中讨论的标度函数$f_2$成比例。我们比较我们的结果与以前的工作，在卡西米尔力已计算出的衍生物的过剩自由能相对于薄膜的厚度。作为预备性研究，我们还计算了在所有方向上具有周期边界条件的有限L^3系统的标度函数h '（x）和h（x），其中L是系统的线性扩张。
2009-07-16 cond-mat.stat-mech
Critical Casimir forces involving a chemically structured substrate
出于最近的实验与封闭的二元液体混合物附近的连续分层相变，我们研究了系统的临界行为，这属于伊辛普适性类，为膜的几何形状与一个平面壁的化学结构，使有一个横向交替吸附的二元液体混合物的物种的偏好。通过蒙特卡罗模拟和有限尺寸标度分析，确定了临界Casimir力和相应的普适标度函数。
2010-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic Casimir Effect in the large-n limit
我们考虑具有有限厚度L的板状几何的系统，其在体积极限中经历二阶相变，并且属于具有短程相互作用的O（n）对称系统的普适类。在这些系统中，体临界温度T_c处的临界涨落产生一种长程有效力，称为“热力学Casimir力”。我们在O（n）对称的phi^4-模型的框架中描述系统，将我们限制在大n极限n->infty。在这种限制下，三个空间维度d=3的物理相关情况可以在具有平移对称的系统中分析地处理，例如，在具有周期性或反周期性边界条件的块体或板中。我们认为狄利克雷和开放的边界条件，打破沿垂直于板的轴的平移不变性的表面。从破缺平移不变性出发，我们得出数值求解系统的必要性。我们评估的Casimir振幅的Dirichlet和开放的边界条件在两个表面上和Dirichlet在一个和开放的其他表面上。属于同一个表面的普遍性类，我们发现预期的渐近等价的狄利克雷和开边界条件。为了测试我们的方法的质量，我们确认周期和反周期边界条件的分析结果。
2012-07-03 cond-mat.stat-mech
Comment on "On the temperature dependence of the Casimir effect"
最近，Brevik等人[Phys.Rev.E71，056101（2005）]提出了反对真实金属之间的热卡西米尔力的传统方法的论点，并支持替代方法之一。后者假设零贡献的横向电模式在零频率在定性上与统一的理想金属的热量子场论给出的。这些作者声称他们的方法与实验和热力学是一致的。我们证明这些结论是不正确的。我们具体表明，他们的结果是矛盾的四个最近的实验，也违反了热力学第三定律（能斯特热定理）。
2006-02-23 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Crossover from low-temperature to high-temperature fluctuations. II. Nonuniversal thermodynamic Casimir forces of anisotropic systems
对以前介绍的各向同性O $(n)$ -对称系统的有限尺寸重整化群方法[V. Dohm，Phys. Rev. Lett. { \bf 110}，107207（2013）]推广到弱各向异性O $(n)$ -对称系统。我们的理论是制定内的$φ^4$模型与晶格各向异性的$d$维块几何周期性边界条件。描述了$2<d<4$维度中$1\leq n \leq \infty$从低温到高温涨落的交叉，包括Goldstone主导涨落和临界涨落。根据主关联长度和各向异性矩阵${\bf \bar A}$，导出了各向异性系统体关联函数大距离行为的精确表示.这包括由于$n>1$的Goldstone模式在低温下具有各向异性代数衰减的长程相关。我们计算了有限尺度的超额自由能和热力学Casimir力的标度函数。精确的结果来自大$n$限制。应用程序给出了$L_\parallel^{d-1} \times L$平板几何形状与有限的纵横比$ρ=L/L_\parallel$，以及为薄膜极限$ρ\to 0$。对于弱各向异性系统，用多参数普适性代替双尺度因子普适性。这意味着大量减少的预测能力的体积和有限尺寸理论的各向异性系统相比，各向同性系统。多参数的普遍性的有效性确认分析的一个非平凡的例子的$d=2,n=1$普遍性类。各向异性依赖的Casimir力标度函数的最小值被发现低于$T_c$。在Goldstone和临界区域的Casim…
2017-08-21 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Casimir effect for films in the 3D Ising universality class: Symmetry breaking boundary conditions
本文研究了具有对称破缺边界条件的三维伊辛普适类薄膜的热力学Casimir力。为此，我们模拟改进的Blume-Capel模型上的简单立方晶格。我们研究两种情况++，其中边界处的所有自旋固定为+1和+-，其中一个边界处的自旋固定为+1，而另一个边界处的自旋固定为-1。在分析Monte Carlo和实验数据时的一个重要问题是对标度的修正。由于我们模拟的是一个改进的模型，因此可以忽略与L_0^-Ω成比例的缩放校正，其中L_0是薄膜的厚度，Ω约为0.8。这使我们能够专注于由边界条件引起的缩放校正。我们证实了理论上的期望，即这些修正可以用有效厚度L_0，eff = L_0 + L_s来解释。研究了薄膜的关联长度、单位面积能量、磁化强度分布和体临界点的热力学Casimir力，发现在我们的模型和边界条件下，L_s=1.9（1）。利用L_s的这个结果，我们发现在我们考虑的整个温度范围内，对于厚度L_0=8.5、16.5和32.5所得到的有限尺寸标度曲线的一个很好的塌陷。我们将热力学Casimir力的有限尺寸标度函数θ_++和θ_+-的结果与用de Gennes-Fisher局部泛函方法、场论方法和一个二元混合物的实验所得到的结果进行了比较.
2010-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Casimir entropy between 'perfect crystals'
本文对电磁卡西米尔效应中的熵亏损现象作了重新解释。理想晶体中的电子气是一个电磁无序系统，其熵包含有限的类卡西米尔贡献。能斯特定理（热力学第三定律）不适用。
2009-11-18 cond-mat.stat-mech
Critical and near critical phase behaviour and interplay between the thermodynamic Casimir and van der Waals forces in confined non-polar fluid medium with competing surface and substrate potentials
我们研究了非极性简单流体或二元液体混合物的临界Casimir力的行为及其与作用在两个平行板之间的范德华力的相互作用，所述两个平行板以距离$L$彼此分开。板的表面被薄层覆盖，对流体的液相或混合物的组分之一施加强烈的偏好。板影响流体的远程竞争分散潜力。在这样的条件下，人们通常期望{ \it吸引} Casimir力由普适标度函数控制，色散势仅提供对标度的校正。然而，我们证明，低于一个给定的$L<L_{\rm crit}$之间的竞争的影响，由于涂层和板坯可以导致{ \it符号变化}的卡西米尔力时，改变温度$T$，流体的化学势$μ$，或$L$。最后一个意味着，通过选择特定的材料的板，涂层和流体的$L \lesssim L_{\rm crit}$，可以实现{ \it排斥} Casimir力与{ \it非通用}的行为，在增加$L$，逐渐变成一个{\it吸引}一个描述的{ \it通用}缩放功能的$L\gg L_{\rm crit}$。我们提出的参数和相关数据的具体物质，以支持实验的可行性的预测行为的力量。
2015-06-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Casimir edge effects
我们计算卡西米尔力在开放的几何形状的边缘，涉及平行以及垂直的半无限板。我们专注于Casimir配置，这是由一个独特的尺寸标度律与一个普遍的系数。借助世界线数值，我们确定了这个系数的各种几何的情况下，标量场波动与Dirichlet边界条件。我们的结果便于估计有限板的边缘引起的系统误差，例如，在一个标准的平行板实验。这种情况下的卡西米尔边缘效应可以重新表述为增加的有效面积的配置。
2006-06-28 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Recent Results on Thermal Casimir Force between Dielectrics and Related Problems
本文综述了近年来在电介质与金属、金属与半导体两种介质间作用的热卡西米尔力的物理研究结果。本文详细推导了两个实际介质板结构中Casimir自由能、压强和熵的低温特性。对于有限静态介电常数的介电常数，它表明，能斯特热定理是满意的。因此，范德瓦尔斯力和卡西米尔力的Lifshitz理论被证明是与热力学一致的。介质板的非零直流电导率被证明导致违反能斯特热定理，因此，是不相关的色散力的现象。本文还导出了单金属和单介质平板结构中Casimir自由能、压强和熵的低温渐近性质。当介质板具有有限的静态介电常数时，结果与热力学一致。如果考虑电介质板的直流电导率，这将导致违反能斯特热定理。本文讨论了不同载流子密度的金属与半导体之间Casimir相互作用的实验和理论结果。分析了空间色散对热Casimir力可能产生的影响。总之，传统的Lifshitz理论只考虑频散仍然是解释所有现有实验的可靠基础。
2007-04-08 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
The thermodynamic Casimir force: A Monte Carlo study of the crossover between the ordinary and the normal surface universality class
我们研究了三维伊辛普适类中从普通曲面普适类到正规曲面普适类的交叉问题。这种交叉是相关的行为的二元混合物的膜附近的分层点和弱吸附在一个或两个表面。我们在简单立方晶格上对改进的Blume-Capel模型进行了蒙特卡罗模拟。我们考虑系统与膜的几何形状，在各种边界条件的应用。我们讨论了由表面引起的标度校正及其与所谓外推长度的关系。为此，我们分析的磁化曲线附近的薄膜表面的行为。对于普通曲面普适类，我们得到了重整化群指数y_{h_1} =0.7249（6）的精确估计.接下来，我们研究了热力学Casimir力在从普通到正常表面普适类的交叉区域。为此，我们计算的交叉有限尺寸标度函数的泰勒展开到二阶h_1周围h_1=0，其中h_1是在一个表面的外部场。我们检查泰勒展开的适用范围，通过模拟在有限的h_1值。最后研究了强吸附极限h_1 \rightarrow \infty的逼近。我们的结果证实了二维伊辛模型条纹的精确计算所得到的定性图象[D. B. Abraham和A. Maciolek，Phys. Rev. Lett. 105，055701（2010）]，3D伊辛模型的平均场计算和初步蒙特卡罗模拟，[T. F. Mohry等人，Phys.Rev.E81，061117（2010）]：对于h_1和膜厚度的某些选择，热力学卡西米尔力作为温度的函数改变符号，并且对于温度和h_1的某些选择，它也作为膜厚度的函数…
2011-04-26 cond-mat.stat-mech
Crossover from low-temperature to high-temperature fluctuations. I. Thermodynamic Casimir forces of isotropic systems
我们基于之前介绍的固定维度$(n)$的有限尺寸重整化群方法研究了从低温到高温波动的交叉，包括受限各向同性O $(n)$对称系统中的临界波动[V. Dohm，Phys. Rev. Lett. { \bf 110}，107207（2013）]。我们的理论是制定内的$φ^4$晶格模型中的$d$维块几何周期性边界条件。我们推导出有限尺寸标度函数$F^{\text ex}$和$X$的过剩自由能密度和热力学卡西米尔力，分别为$1\leq n \leq \infty$，$2<d<4$。应用程序给出了$ L_\parallel^{d-1} \times L$平板几何形状与有限的纵横比$ρ=L/L_\parallel$以及为膜极限$ρ\to 0$在固定的$L$。对于$n=1$和$ρ=0$，由于Goldstone模的影响，$F^{\text ex}$和$X$的低温极限消失，而对于$n\geq 2$和$ρ= 0$，它们是有限的。对于$n=1$和$ρ>0$，我们发现了$F^{\text ex}$的有限低温极限，它偏离了Ising模型的极限.我们将这种偏差归因于具有连续变量$φ$的$φ^4$模型和具有离散自旋变量$s=\pm1$的Ising模型之间的非普遍差异。对于$n\geq 2$和$ρ>0$，预测了$F^{\text ex}$在低温极限下的对数发散，与$d=3$ $XY$模型的蒙特卡罗（MC）数据非常一…
2017-08-20 cond-mat.stat-mech
Casimir forces for the ideal Bose gas in anisotropic optical lattices: the effect of alternating sign upon varying dimensionality
我们分析了热力学Casimir效应发生在气体中的非相互作用的玻色子限制在两个平行的墙壁与强烈的各向异性色散继承从底层晶格。在垂直于约束壁的方向上，标准二次色散被项$|{\bf p}|^α$代替，其中$α\geq 2$被视为参数。我们推导出一个封闭的，解析表达式的卡西米尔力取决于维数$d$和指数$α$，并分析它的热力学状态中的玻色-爱因斯坦凝聚体是本。对于$α\in\{4,6,8,\dots\}$，随着壁之间距离的增加，控制卡西米尔力衰减的指数被修改，并且卡西米尔振幅$Δ_α(d)$表现出作为$d$的函数的符号振荡。否则，我们发现，$Δ_α(d)$的功能时，作为$d$和$α$的奇异性。恢复已知的各向同性极限$α=2$以前的结果原来发生通过取消奇异项。
2021-08-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Critical Casimir forces in a magnetic system: An experimental protocol
我们数值测试的实验可实现的方法提取的临界Casimir力的基础上，其热力学定义为相对于系统大小的衍生物的过剩自由能。自由能的差异估计为不同的系统尺寸沿等温线积分的序参量。该方法可以开发用于磁性系统的实验，并可以获得任何普适类的临界卡西米尔力。通过选择一个施加的磁场，反对磁有序的边界，卡西米尔力被发现增加了一个数量级以上的零场的结果。
2014-11-18 cond-mat.stat-mech
Critical Casimir Effect in 3He-4He films
在合适的模型作为相应的普适性类的代表内，在润湿膜的3 He-4 He混合物的体积三临界点附近的热力学Casimir效应的普遍方面进行了研究。在几个固定浓度的3 He沿等温线计算所产生的限制，这样的膜的边界之间的有效力。非对称边界条件施加非平凡的浓度分布，导致排斥Casimir力，表现出丰富的行为之间的交叉的三临界点和临界点的线。理论计算结果与实验结果一致，并强调了对数修正的重要性。
2005-06-20 cond-mat.stat-mech
Casimir Effect: The Classical Limit
我们分析了卡西米尔效应的高温（或经典）极限。在我们的讨论中自然出现的一个有用的量是“相对卡西米尔能量”，我们为任意形状的不相交导电边界的配置定义为给定配置和具有无限远的相同边界的配置之间的卡西米尔能量之差。使用路径积分技术，我们表明，相对卡西米尔能量指数快速消失的温度。这与基于基尔霍夫定律的简单物理论证是一致的。结果，我们以明显类似的方式定义的“相对卡西米尔熵”在经典极限中趋向于一个仅取决于边界几何形状的有限渐近值。因此，在经典极限下，边界的不相交部分之间的卡西米尔力是熵驱动的，并且由表征腔的几何形状的无量纲数决定。由于边界的每个单独的连通分量对卡西米尔化学量的贡献表现出与刚才描述的行为的温度的对数偏差。这些对数偏差似乎是由于我们很难将卡西米尔能量（和其他物理量）与边界的每个连通分量的“电磁”自能以明确的方式分开而产生的。我们的Casimir效应的方法是不强加尖锐的边界条件上的波动场，而是考虑到它的相互作用与"载流子“的等离子体的边界，与等离子体频率发挥的作用的物理UV截止。这也使我们能够分析偏离完美导体的行为。
2000-06-01 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Damped oscillators within the general theory of Casimir and van der Waals forces
证明了Casimir力和van der Waals力的一般理论描述了与环境双线性耦合的阻尼谐振子的相互作用诱导的平衡热力学势。本文根据Casimir力和van der Waals力的一般理论，提出了阻尼振子的一个扩展模型，并得到了相应的热力学量。虽然原始模型涉及一个热浴由大量的自由振荡器具有无穷小的阻尼功能，扩展模型允许任何一般允许的频率和温度依赖的耗散的热浴成分，受额外的耗散环境通道，不直接链接到系统振荡器。因此，所得结果适用于系统振荡器的频率和温度依赖的阻尼函数。
2021-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Critical Casimir forces along the iso-fields
利用准精确的数值密度矩阵重整化群方法，我们计算了具有相等强表面场的二维伊辛带的临界Casimir力，沿着对应于固定非零体场h<>0的热力学路径.使用Derjaguin近似，我们还确定了临界Casimir力和它的潜在的两个磁盘。我们发现，沿着位于散装共存和毛细凝聚临界点之间的等场改变温度导致临界Casimir相互作用的急剧增加，与沿着h=0的温度具有定性不同的功能依赖性。这些发现可能与生物膜有关，生物膜的异质性最近被解释为与属于二维伊辛普适性类的关键行为有关。
2013-08-29 cond-mat.stat-mech
Thermal Casimir effect in the spin-orbit coupled Bose gas
University of Warsaw（华沙大学）
研究旋轨道耦合玻色气体中热Casimir效应，发现长程Casimir力在二维和三维空间中均存在，旋轨道耦合影响力的大小和衰减指数。
2025-10-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Repulsive Casimir forces at quantum criticality
研究了量子临界点附近的Casimir效应。作为一个原型系统，我们分析了$d$维不完美（平均场）玻色气体封闭在一个板的扩展$L^{d-1}\times D$和周期性的边界条件。调节热力学状态，使得$L\ggλ\gg D\ggł_{mic}$，其中$λ\sim T^{-1/2}$是热德布罗意长度，并且$l_{mic}$表示微观长度尺度。我们的精确分析表明，Casimir力在上述指定的制度是一般排斥和衰减代数或指数，与非普遍的振幅。
2016-01-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Critical Casimir Forces in Colloidal Suspensions
不久前，Fisher和de Gennes指出，在接近其临界点Tc的流体中，长程相关性在浸入的胶体颗粒之间引起明显的力，这甚至可以导致絮凝[C. R. Acad. Sc. Paris B 287，207（1978）]。在这里，我们计算了两个相关的热力学变量，即，约化温度t =（T-Tc）/Tc，场h与序参量共轭。这为具体预测胶体颗粒在近临界溶剂中的悬浮液的相行为提供了基础。
2002-02-28 cond-mat.stat-mech
Off-critical Casimir effect in Ising Slabs with Symmetric Boundary Conditions in d=3
本文应用扩展的de Gennes-Fisher（EdGF）局部泛函方法研究了具有对称边界条件的Ising普适类平行平板系统（记为$(ab)=(++)$）的Casimir热力学效应（\it远离）。Casimir力$W_{++}(y)$（$y$是一个依赖于温度的标度变量）和吉布斯吸附$\tilde G(y)$的通用标度函数的结果在空间维度$d=3$。此外，吉布斯吸附$\tilde G(y)$的通用标度函数的平均场形式内的局部泛函理论推导。在{ \it general}维$d$中分析了尺度变量$y$的非常大的值的$W_{++}(y)$的渐近行为。
2008-09-10 cond-mat.stat-mech
Density shift of Bose gas due to the Casimir effect and mean field potential
本文从热力学角度出发，在$d$维位形空间中系统地研究了平均场势（MFP）和Casimir效应对玻色气体密度的影响.我们发现，对于$d=3$，密度的变化完全是由于卡西米尔效应，MFP仍然完全无效，无论状态，冷凝或非冷凝。但对于$d>3$维，MFP在玻色气体密度随Casimir相互作用的移动中起着积极的作用。在本例中，密度移动的符号变为正。因此，相应的临界温度偏移将是负的，因为这两个偏移相关为$Δn_{c}$ / $n_{c}$ $\approx$ - $ΔT_{c}$ / $T_{c}$。重要的是要注意，即使当Casimir效应不存在时，MFP也会导致$d>3$的密度偏移，并且偏移的符号变为负;因此，在这种特定情况下，单独使用MFP时，临界温度偏移将为正。
2016-05-21 cond-mat.stat-mech
Thermal Casimir effect with general boundary conditions
本文研究了处于热平衡的两个平面、各向同性、均匀平行平板之间的标量量子场系统。我们代表板的最一般的无损和频率无关的边界条件，满足条件的各向同性和均匀性，并与量子场论的幺正性兼容。在这些条件下，我们计算作为温度和编码边界条件的参数的函数的量子真空能量的热修正。后者使我们能够获得类似的结果，板间压力和量子热修正的熵。我们发现，我们的系统在任何边界条件下都是稳定的，并且我们确定了一个临界温度，低于该温度，某些边界条件会产生吸引力，排斥力和零Casimir力。
2020-07-21 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Non-universal Casimir forces at Bose-Einstein condensation of an ideal gas: effect of Dirichlet boundary conditions
本文分析了封闭在两个相距D的无限平行壁之间的理想玻色气体的卡西米尔力。壁的特点是Dirichlet边界条件。我们证明，如果存在玻色-爱因斯坦凝聚体的热力学状态沿着与狄利克雷b.c.有关的路径正确地接近，那么描述壁间热卡西米尔力大距离衰减的主导项是1/D^2，具有非普适振幅。下一阶校正为lnD/D^3。这些观测结果与周期边界条件和诺依曼边界条件下的衰减定律形成了鲜明的对比，在诺依曼边界条件下，首项是1/D^3，振幅普遍存在。我们将这种差异与Dirichlet边界条件下单粒子基态能量的非零D依赖正值相关联。
2019-10-10 cond-mat.stat-mech
Variance of the Casimir force in an ideal Bose gas
考虑一个封闭在$d$维板中的理想玻色气体，板厚为$D$ .使用巨正则系综，我们计算的方差热卡西米尔力作用在板的墙壁上。对于大$D$，每单位壁面积评价的方差显示出类似于$ Δ_{var}/D$的衰减。振幅$ Δ_{var}$是两个标度变量$λ/ ξ$和$D/ ξ$的非通用函数，其中$λ$是热德布罗意波长，$ξ$是体相关长度。它可以通过体积压力、每单位壁面积的卡西米尔力及其对化学势的导数来表示。对于对应于玻色-爱因斯坦凝聚体存在的热力学状态，振幅$ Δ_{var}$保留其非普适特征，而平均标准差和卡西米尔力的比率采用标度形式$(D/L)^{\frac{d-1}{2}}\, (D/λ)^{d/2}$，其中$L$是壁的线性尺寸。
2022-05-13 cond-mat.stat-mech
Generalized plasma-like permittivity and thermal Casimir force between real metals
物理原因德鲁德介电函数是不兼容的Lifshitz公式，而不是广义等离子体的介电常数，提出。从本质上讲，这个问题与金属板的有限尺寸有关。结果表明，与广义类等离子体介电常数相结合的Lifshitz理论是相容的。
2007-10-01 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Crossover from Goldstone to critical fluctuations: Casimir forces in confined O${\bf(n)}$ symmetric systems
我们研究了热力学Casimir力之间的交叉所产生的长程波动，由于Goldstone模式和临界波动所产生的。这两种类型的力都存在于O $(n)$对称系统的低温相，对于具有有限纵横比$d$ -维${L_\parallel^{d-1} \times L}$平板几何中的$n>1$。我们的有限尺寸重整化组处理周期性边界条件描述了整个交叉从戈德斯通制度的非零常数尾的有限尺寸标度函数远低于$T_c$的区域远高于$T_c$，包括临界制度的标度函数的最小值略低于$T_c$。我们对$ρ\ll 1$的分析结果与三维XY模型的Monte Carlo数据符合得很好。给出了海森堡普适性类中系统交叉的定量预测。
2013-01-12 cond-mat.stat-mech
The perfect magnetic conductor (PMC) Casimir piston in d+1 dimensions
理想磁导体（PMC）边界条件是理想电导体（PEC）边界条件的对偶，可以看作是QCD中强子袋模型边界条件的电磁模拟。通信技术的最新进展和要求已经引起了人们对PMC和Casimir实验的极大兴趣，这些实验涉及可能在不久的将来进行的近似PMC的结构。本文在$d+1$维中研究零温PMC-Casimir活塞。PMC Casimir能量通过对$p+1$维Dirichlet能量求和来明确地评估，其中p的范围从2到$d$（包括2和$d$）。我们推导出两个精确的$d$维表达式的Casimir力的活塞，并发现该力是负的（吸引力）在所有的维度。这两个表达式都适用于2+1和3+1维的情况。从我们的工作的副产品是一个贡献的PEC文献：我们获得了一个有用的替代表达式PEC卡西米尔活塞在3+1维，也评估卡西米尔力每单位面积上的无限条，几何实验的兴趣。
2008-05-27 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Casimir forces between cylinders and plates
我们研究了一维和二维理想金属结构引起的自由量子电动力学场涨落变化所产生的集体相互作用效应。采用约束路径积分的分波展开式，显式计算了包含平板和圆柱的几何形状中的Casimir相互作用。我们概括了以前获得的结果，并提供了更详细的描述的技术方面的方法\cite{Emig06}。我们发现，涉及圆柱体的相互作用有一个弱的对数依赖的圆柱体半径，反映了一维微扰是边际相关的四维时空。对于包含两个圆柱体和一个或两个板的几何形状，我们确认了先前发现的非单调依赖的相互作用的对象的分离，这并不遵循从成对的两体力的总和。定性地说，这种效应可以用波动的电荷和电流及其镜像来解释。
2008-05-28 cond-mat.stat-mech
Casimir forces in modulated systems
对于第一次，我们提出的分析结果的电磁波动到调制系统的热力学性质的贡献，如双晶或近晶液晶薄膜。在小的介电各向异性的情况下，我们推导出明确的解析表达式，这种系统的化学势。特别考虑了两种极限情况：（i）范德华（VdW）极限，即，当电磁相互作用的延迟可以忽略不计的情况下;和（ii）卡西米尔极限，即当延迟的影响变得相当大时。结果表明，在Casimir极限下，薄膜化学势随薄膜厚度振荡。化学势对薄膜厚度的这种非单调依赖性可导致逐步润湿现象、表面锚定重取向和其他重要效应。所得结果可应用于软物质或凝聚态物理中具有多层或调制结构的各种体系。
2004-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On The Critical Casimir Interaction Between Anisotropic Inclusions On A Membrane
本文采用格点模型和通用的热力学积分方法，研究了二维临界二元混合物中夹杂物之间的临界Casimir相互作用。对于单域夹杂物，我们证明了相互作用是非常长的范围，其幅度强烈依赖于夹杂物的亲和力与物种的二元混合物，范围从排斥时，两个夹杂物有相反的亲和力吸引时，他们有相同的亲和力。当其中一个夹杂物没有任何偏好的物种，我们发现可以忽略不计的关键Casimir相互作用。对于多结构域包含物，模仿膜蛋白通常具有对周围脂质物质具有不同亲和力的几个结构域的观察结果，具有相反亲和力的结构域的存在并不完全取消相互作用。相反，我们可以观察到吸引和排斥相互作用，这取决于它们的相对取向。随着每个夹杂物的域的数量的增加，有效相互作用的范围和幅度以类似的方式减少静电多极。最后，由于结构单元之间卡西米尔相互作用的各向异性特征，由多域夹杂物形成的簇可以导致有效的亲和图案化。
2017-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dimensional crossovers and Casimir forces for the Bose gas in anisotropic optical lattices
我们认为玻色气体的$d$维各向异性晶格采用不完美（平均场）气体作为原型的例子。我们研究了由于在有限温度下改变色散关系$T$而产生的维度交叉。我们分析在特定的情况下，其中一个相关的有效维数是位于或低于较低的临界尺寸，使玻色-爱因斯坦凝聚体成为驱逐系统通过各向异性修改晶格参数控制动力学项的哈密顿量。我们澄清了这种现象的机制。随后，我们研究了该系统中发生的热力学Casimir效应。我们计算Casimir能量的标度函数的精确轮廓。作为强烈的各向异性尺度不变性的影响，Casimir力低于或在临界温度$T_c$可能是排斥性的，即使是周期性的边界条件。相应的卡西米尔振幅仅在有限的意义上是普遍的，并且控制卡西米尔相互作用衰减的幂律被修改。我们还证明，在某些情况下，对于足够大的尺度变量值，尺度函数是常数，因此不是解析函数。在$T > T_c$的Casimir类相互作用反映的结构的关联函数，并为某些方向的限制壁，显示指数阻尼振荡行为，使相应的力是吸引力或排斥力的距离。
2020-07-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Critical Casimir Effect in superfluid wetting films
最近对纯~ 4 He和~ 3 He-~ 4 He混合物在固体基底上的完全润湿行为的实验数据表明，在分别接近临界转变点和三临界点时，相应的膜厚L会发生变化，这可归因于临界Casimir力fC。我们计算的标度函数vartheta的f_C内的模型表示相应的普适类。对于混合物，我们的分析提供了一个丰富的行为vartheta从实验数据推导出的理解和预测的三临界点和纯4 He的三临界点之间的交叉行为，这是连接的临界点线。在润湿膜内形成“软模式”相，实验观察到在三临界点以下f_C出现明显的最大值。在三临界点附近，我们发现vartheta的主导行为的对数修正~L^（-3）（ln L）^（1/2）主导了背景色散力的贡献。
2007-05-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
