Casimir-Polder interactions of Rydberg atoms with graphene-based van der Waals heterostructures
研究了\textsuperscript{87} Rb原子在单层和双层石墨烯附近里德堡$n$ S态的热Casimir Polder（CP）势.探讨了CP势与原子-表面距离、温度、主量子数$n$和石墨烯费米能等参数的关系。通过大规模的数值模拟，我们表明，在非延迟制度，CP势是由非共振和倏逝波项是单调的，而在延迟制度，CP势表现出空间振荡。我们发现，对CP势共振分量贡献最大的是$n$ S- $n$ P和$n$ S- $(n-1)$ P跃迁. CP势作为主量子数和温度的函数的标度。还研究了包括夹在两个石墨烯层之间的六方氮化硼层的异质结构。当氮化硼层足够薄时，可以通过改变顶部石墨烯层的费米能来削弱CP势。我们的研究为理解和控制里德伯原子在单层和多层石墨烯基范德华异质结构附近所经历的CP势提供了见解。
2022-03-18 quant-ph
Casimir-Polder Shift and Decay Rate in the Presence of Nonreciprocal Media
利用宏观量子电动力学计算了原子在非互易介质中的Casimir-Polder频移和衰减率。这些结果是对不满足洛伦兹互易原理的时间反演对称性破缺的物质的相应量的概括。作为例子，我们对比的衰减率，共振和非共振频率偏移的一个完美的传导（互易）镜的完美反射非互易镜。我们发现不同的权力法律的距离依赖的所有数量在延迟和nonretarded限制。作为一个更现实的非互易介质的例子，我们研究了拓扑绝缘体的时间对称性破缺扰动。
2016-05-19 quant-ph
Exact Casimir-Polder potentials: interaction of an atom with a conductor-patched dielectric surface
研究了中性原子或分子与导体贴片介质表面的相互作用。我们通过一个完美的反射盘躺在一个非色散的介电半空间的顶部，都与中性原子或分子相互作用的模型。我们假设相互作用是无延迟的，并且在零温度下。我们找到了这个问题的精确解。此外，我们产生了一些其他有用的结果。对于无衬底的情况，我们得到了理想导体圆盘附近原子的范德华相互作用能的精确公式。我们表明，卡西米尔-波尔德力作用在一个原子上，是在垂直于光盘表面的方向极化显示复杂的行为。这部分结果与最近的物质波实验直接相关，在这些实验中，冷分子被径向对称的物体散射，以研究衍射图案和所谓的泊松斑。此外，我们还给出了原子与理想导电碗之间Casimir-Polder相互作用的非延迟极限的精确表达式。
2012-08-14 physics.atom-ph quant-ph
A microscopic approach to Casimir and Casimir-Polder forces between metallic bodies
我们考虑了金属纳米颗粒和金属板之间的Casimir-Polder相互作用能，以及两个宏观金属板之间的Casimir相互作用能，根据它们的组分之间的多体色散相互作用。两个和三体之间的真实金属的微观部分的色散相互作用的表达式首次获得，无论是在延迟和非延迟的限制。然后，这些表达式被用来评估，相互比较，整体的两个和三个身体的贡献宏观Casimir-Polder和Casimir力，通过总结的贡献，从微观成分的机构（金属纳米粒子），两种几何形状：金属纳米粒子/半空间和半空间/半空间，其中所有的材料都假定为完美的导体。在纳米粒子/半空间的情况下，我们的结果完全同意，可以从相应的宏观结果中提取的，并明确显示的成对近似的几何形状考虑的不适用性。在这两种情况下，我们发现，虽然整体的两体贡献产生的吸引力，整体的三体贡献是排斥力。此外，它们原来是相同的顺序，一致的成对近似的已知的不适用性。对多体展开式的收敛速度问题也作了简要的讨论。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir-Polder Forces between Chiral Objects
在宏观量子电动力学的框架内推导出Casimir-Polder势的手征分量。只有当粒子和介质都是手征性的时，它才存在。此外，Casimir-Polder势的手性分量可以是吸引的或排斥的，这取决于分子和介质的手性。该理论适用于腔的几何形状在非延迟的限制与对映体分离的意图。对于基态分子，手性组分由电组分支配，因此不会发生显式分离。如果分子最初处于激发态，则Casimir-Polder力的电分量可以通过适当选择材料来抑制，并且手性分量可以基于其手性选择分子，从而允许发生对映体分离。
2012-09-21 physics.optics quant-ph
Quantum electrodynamics near anisotropic polarizable materials: Casimir-Polder shifts near multi-layers of graphene
在最近的一篇论文中，我们已经制定了一个非相对论量子电动力学在非均匀的Huttner-Barnett电介质的存在下的理论。在这里，我们概括的形式主义各向异性材料，并显示如何可以修改，包括导电表面。我们从推导一个平板材料的光子传播子开始，并用它来计算在平行于表面方向的电导率远远超过垂直于表面方向的电导率的介质附近的能级位移。我们调查的各向异性的材料的电磁响应的Casimir-Polder位移的影响，分析和数值计算，并表明，它可能有显着的影响，特别是在非延迟制度，即小原子表面分离的原子-表面相互作用。我们的结果可以用来估计Casimir-Polder力的量子物体接近的多层石墨烯或石墨。它们是特别重要的情况下，被困的冷分子的色散与表面的相互作用往往属于非延迟制度的材料的各向异性强烈影响的Casimir-Polder力。我们还给出了各向异性导电表面附近受激原子或分子自发衰变率变化的公式。
2012-09-14 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Resource Letter VWCPF-1: Van der Waals and Casimir-Polder forces
这封资源信提供了一个关于范德华力和卡西米尔-波尔德力的文献指南。期刊文章，书籍和其他文件被引用以下主题：原子或分子之间的范德华力、延迟色散力或Casimir-Polder力、分子与电介质或导电体之间的Casimir-Polder力、导致导电体与电介质体之间的Casimir和Lifshitz力的Casimir-Polder力的总和、Casimir摩擦、纳米技术的应用，量子真空的性质，以及卡西米尔和卡西米尔-波尔德和范德华力理论的实验测试。
2011-03-12 cond-mat.other hep-th quant-ph
Casimir-Polder forces from density matrix formalism
本文用密度矩阵方法计算了偶极近似下，在理想导电壁存在下，原子在相互作用下的二阶能级位移。本文还研究了当$\hbar ω_0/k_B T = k_0 λ_T \gg 1$，其中${$ ω_0=k_0 c $}$是原子的主跃迁频率，$λ_T$是热长度时的热修正。当原子与壁面的距离$z$大于$λ_T$时，我们发现由Lifshitz公式得到的著名结果，其首项与温度成正比，且与$c$，$\hbar$和$k_0$无关.在短距离极限中，当$z\llλ_T$时，仅对主导真空项进行非常小的修正。我们还表明，对于所有的距离制度，主要的热修正是独立的$k_0$（分散是不重要的）和依赖的$c$，这意味着没有一个非延迟制度的热贡献。
2006-04-05 quant-ph
Casimir-Polder interaction between a polarizable particle and a plate with a hole
我们精确地确定了一个中性但可极化的粒子和一个含有圆孔的完全反射片之间的非延迟Casimir-Polder相互作用。计算结果表明，粒子的电偶极矩相对于表面的取向上的相互作用的强烈依赖。对于垂直于表面极化的偶极矩，相互作用势在通过孔中心的直线上有两个鞍点，分别位于表面平面的上方和下方。对于平行于表面极化的偶极矩，在孔径的正中间只有一个鞍点。如果粒子的运动可以被限制在一条穿过光圈中间的线上，这种效应可能会被用于粒子的群体敏感捕获。
2011-03-17 physics.atom-ph quant-ph
Casimir-Polder interaction of fullerene molecules with surfaces
我们计算的热Casimir-Polder势的C60和C70富勒烯分子附近的黄金和氮化硅表面，其相关性的分子物质波干涉实验的动机。我们得到的系数的相互作用的渐近幂律的热，延迟和nonretarded距离制度和评估的全部潜力数值。相互作用被发现是由电子跃迁为主，因此独立的内部温度的分子。声子跃迁的贡献，这是受分子温度的影响，只引起一个小的修正。此外，我们发现，热富勒烯的相当大的分子线宽度可能会修改的nonretarded相互作用，这取决于所使用的模型。因此，富勒烯的非延迟电位的详细测量允许人们区分不同的阻尼理论。
2012-02-09 cond-mat.other quant-ph
Dispersion forces inside metallic waveguides
本文研究了横向尺寸$a$小于偶极特征波长的金属波导中偶极对的色散能。我们发现，$a$设置的规模，从准静态的，范德华力，相互作用的延迟，卡西米尔-波尔德样。而在延迟状态下，能量随偶极间距离呈指数衰减，典型的倏逝波，在范德华状态下，获得已知的自由空间结果。这种短程缩放意味着波导内色散相互作用的加性扩展到更密集的介质，以及对此类结构中相关Casimir效应的修改。
2013-06-12 quant-ph
Sign of the Casimir-Polder interaction between atoms and oil-water interfaces: Subtle dependence on dielectric properties
我们表明，惰性气体原子（溶解在水中）和油-水界面之间的Casimir-Polder能量是高度表面特异性的。不同的油既有排斥作用（如己烷），又有吸引作用（如甘油和环癸烷）。对于几种中间油（例如十六烷、癸烷和环己烷），在同一系统中可以发现吸引力和排斥力。在这些油-水界面附近的相互作用是排斥在非延迟的限制和转向吸引力在较大的距离作为延迟变得重要。这些高度表面特异性的相互作用可能在生物系统中发挥作用，其中表面可能或多或少地接近溶解的原子。
2012-06-07 cond-mat.soft physics.chem-ph quant-ph
Unconventional Distance Scaling of Casimir-Polder Force between Atomic Arrays
Zhejiang University（浙江大学）；University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学）
研究揭示了原子阵列间Casimir-Polder力的非常规距离缩放行为，源于离散晶格结构，并提出实验测量方案。
2026-01-30 physics.atom-ph quant-ph
Repulsive Casimir-Polder forces from cosmic strings
本文研究了直宇宙弦几何中作用于可极化微粒的Casimir-Polder力。为了发展这种分析，我们评估电磁场格林张量的虚频轴。在各向异性极化率的一般情况下，推导出Casimir-Polder力的表达式。根据极化率张量的本征值和主轴的方向，卡西米尔-波尔德力可以是排斥力或吸引力。此外，存在力随着分离而改变符号的情况。我们表明，各向同性极化率张量的力总是排斥。当微粒和线之间的距离很大时，力的变化与距离的五次方成反比。在非延迟状态下，对应于小于相关过渡波长的分离，力衰减为距离的倒数四次方。在各向异性极化率的情况下，Casimir-Polder势对极化率张量主轴取向的依赖性也导致作用于粒子的力矩。
2011-07-31 astro-ph.CO hep-th quant-ph
Long-Range Atom-Wall Interactions and Mixing Terms: Metastable Hydrogen
本文研究了亚稳态2S氢原子与理想导电壁的相互作用，包括宇称破缺的S-P混合项（充分考虑了延迟）。我们发现相邻的2P_1/2和2P_3/2能级对Casimir-Polder相互作用从非相对论的短程区到延迟区的转变有着深刻的影响。计算了亚稳2S态的P态混合物。我们发现的延迟Casimir-Polder势和混合振幅的长程渐近性，一般的激发态，包括一个完全量子电动力学处理的偶极-四极混合项。亚稳态2S态的衰变宽度大约是两倍，即使在距离理想导体918个原子单位（玻尔半径）的相对较大的距离。计算出的影响的幅度相比，无法解释的索科洛夫效应。
2015-01-21 physics.atom-ph quant-ph
Impact of Casimir-Polder interaction on Poisson-spot diffraction at a dielectric sphere
物质波的衍射是一个重要的证据，证明了自然界中的物体具有粒子和波的混合性质。与光衍射的情况不同，物质波受到真空介导的与衍射障碍的相互作用。在这里，我们提出了一个详细的帐户，通过计算的吸引力Casimir-Polder之间的电介质球和原子束的潜力，这种效果。此外，我们使用我们的计算潜力，使预测的衍射图案中观察到的一个正在进行的实验中，一束铟原子衍射周围的二氧化硅球。其结果是放大的轴上明亮的功能，这是物质波模拟著名的'泊松点'从光学。我们的治疗证实，从我们的完整帐户的球Casimir-Polder潜在的衍射图案是无法区分的，通过一个大的球非延迟近似在讨论的实验中发现，建立后者作为一个适当的模型。
2016-06-30 physics.atom-ph quant-ph
Requirements for probing chiral Casimir-Polder forces in a molecular Talbot-Lau interferometer
本文理论分析三光栅分子 Talbot-Lau 干涉仪中手性 CP 力的探测条件，表明手性涂层或材料可增强对映体选择性，并在非迟滞区产生与电、磁效应可比的信号。
2024-04-10 physics.chem-ph quant-ph
Force on a neutral atom near conducting microstructures
我们推导了两种不同几何条件下中性原子的非延迟能移。对于一个原子接近一个圆柱形的电线，我们找到一个积分表示的能量转移，给出渐近表达式，并插值数值。对于接近半无限半平面的原子，我们确定拉普拉斯方程的精确格林函数，并利用它导出原子任意位置的精确能量位移。这些结果可用于估计接近从衬底突出的蚀刻微结构的原子的能量移位。
2006-11-09 quant-ph
Casimir-Polder energy level shifts of an out-of-equilibrium particle near a microsphere
近年来，里德伯原子和极冷分子束已成为非常有用的实验工具。因此，需要对这些颗粒与附近表面和结构之间的相互作用势进行可访问的计算，同时记住，颗粒与其环境远远不处于热平衡，并且它们的相互作用主要是非延迟的。基于一种新的关于光速的倒数和电导率的微扰展开，我们导出了一个简单的相互作用势的封闭形式的表达式（即，粒子和金属球的粒子能级偏移），其对于室温和更高温度下的典型实验设置而言精确度好于1%水平，并且在包括零的任何温度下偏离不超过百分之几。我们的结果阐明了延迟和不完美的导电性的影响，以及这些影响与几何形状的相互作用。为本研究开发的方法可应用于其他更复杂的几何形状。
2012-01-20 physics.atom-ph quant-ph
Fluctuations of the Retarded Van der Waals Force
重新研究了可极化粒子与理想导电平板之间的延迟范德华力。Casimir和Polder给出的这个力的表达式代表了一个平均力，但是在短时间尺度上围绕这个平均值有很大的波动，这些波动与平均力本身的数量级相同。然而，这些波动发生在时间尺度上，通常是原子和板之间的光旅行时间的量级。因此，在测量长得多的时间平均的力的实验中，它们将不会被观察到。在大的时间限制中，由于这种波动的范德华力，测试粒子的均方速度的大小接近常数，并且类似于测试粒子在具有有效温度的热浴中的布朗运动。然而，在这种情况下，波动不是各向同性的，并且均方速度分量的偏移甚至可以是负的。我们解释这种负的位移对应于波包速度扩展的减少。本文讨论的力涨落是更一般的应力张量涨落问题的特例。这些都是在物理学的各个领域，包括引力理论的兴趣。因此，范德华力涨落的影响作为一个有用的模型，以更好地理解引力理论中的量子效应。
2001-12-10 gr-qc hep-th quant-ph
Spectroscopic footprints of quantum friction in nonreciprocal and chiral media
本文基于宏观量子电动力学，研究了可极化原子在手性或非互易介质表面平行运动时的量子摩擦，推导了依赖速度的 Casimir-Polder 频率位移与衰变率，揭示了手性与非互易性在磁电耦合下通过频率位移建立的关联。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long-Range Tails in van der Waals Interactions of Excited-State and Ground-State Atoms
利用量子电动力学方法计算了激发态原子与基态原子相互作用。对于一个激发的参考态和一个较低的虚态，对相互作用能的贡献自然地分成一个极项和一个威克旋转项。极点项在长程极限中占主导地位，将相互作用的函数形式从延迟的1/R^7 Casimir-Polder形式改变为长程尾-由Wick旋转项提供-与cos[2（E_m-E_n）R/（hbar c）]/R^2成比例，其中E_m < E_n是虚态的能量，低于参考态能量E_n，R是原子间距。得到了适用于任意角对称原子参考态的一般表达式。仔细处理原子极化率的费曼公式中的极项是获得正确结果的关键。
2017-05-17 quant-ph
Quantum Gravitational Force Between Polarizable Objects
由于广义相对论是一个相容的低能有效场论，因此可以计算对经典力的量子修正。在这里，我们计算一对可极化物体之间的引力势的量子修正。我们研究了两个相距较远的物体，并由它们的引力子交换引起的四极矩计算了一个量子力。这种效应与两个原子之间由于双光子交换而产生的诱导偶极矩引起的Casimir-Polder力和London-van der Waals力非常相似。新的效果是计算从移动的度量波动的真空能量，由于极化的对象。我们计算的势能在任意距离相比，在系统中的波长，包括远和近政权。在远距离或延迟区域，势能呈现一种特别简单的形式：$V(r)=-3987\,\hbar\,c\,G^2α_{1S}\,α_{2S}/(4\,π\,r^{11})$，其中$α_{1S},\,α_{2S}$是每个物体的静态引力四极极化率。我们提供了这种影响的估计。
2016-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dispersion Interactions between Neutral Atoms and the Quantum Electrodynamical Vacuum
色散相互作用是中性基态原子或分子之间的长程相互作用，或一般的极化体，由于它们与量子电磁场的共同相互作用。它们产生于原子之间虚光子的交换，在三个或更多原子的情况下，它们不是相加的。在这篇综述中，在介绍了相关的耦合方案和有效的哈密顿量，以及真空涨落的性质之后，我们概述了色散相互作用的主要性质，无论是在非延迟（范德华）和延迟（Casimir-Polder）制度。然后讨论了它们与电磁场和真空能量的真空涨落存在的深层关系。我们描述了一些透明的物理模型的两个和三体色散相互作用，基于修饰的真空场能量密度和空间场的相关性，强调它们与真空涨落和真空能量的深层联系。这些模型给出了一个清晰的洞察力的物理起源的色散相互作用，也提供了有用的计算工具，他们的评估。我们表明，这方面是特别相关的，在更复杂的情况下，例如，当宏观边界存在。我们还回顾了非惯性运动原子的色散相互作用及其与Unruh效应的严格关系，以及匀加速运动的纠缠全同原子间的共振相互作用的最新结果。
2018-12-12 gr-qc hep-th quant-ph
