Comment on "Contribution of drifting carriers to the Casimir-Lifshitz and Casimir-Polder interactions with semiconductor materials"
最近D. A. R. Dalvit和S. K. Lamoreaux arXiv：0805.1676 [Phys. Rev. Lett. v.101，163203（2008）]建议修改Lifshitz理论中的反射系数，考虑屏蔽效应和扩散电流。我们表明，建议的修改是物理和实验不一致。
2009-03-17 quant-ph
Contribution of drifting carriers to the Casimir-Lifshitz and Casimir-Polder interactions with semiconductor materials
我们开发了一个新的理论Casimir Lifshitz和Casimir Polder与半导体表面的相互作用，考虑到在散装材料的电荷漂移。相应的频率相关的色散关系描述了一个交叉之间的Lifshitz结果为超导体和良导体。在准静态的限制，我们计算的反射振幅与最近计算的德拜屏蔽热Lifshitz力与导电表面的载流子密度小。
2008-07-16 quant-ph
Possible resolution of the Casimir force finite temperature correction "controversies"
通过考虑扩散对金属和半导体中载流子的外电场响应的影响，证明Bostrom和Sernelius提出的有限温度修正需要进行实质性的修正，而对于良导体则没有大的修正。显然违反热力学第三定律的各种建议的温度修正卡西米尔力也得到解决。最后计算了德拜屏蔽对纯锗表面间静电定标的影响
2008-01-08 quant-ph
Casimir force screening by a quantum Boltzmann plasma
HSE University（高等经济学院）；G.A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院 G.A.克雷斯托夫溶液化学研究所）
本文提出有限温度场论描述量子玻尔兹曼等离子体对卡西米尔力的屏蔽，揭示经典极限的德拜屏蔽及量子修正，并建立与林哈德响应和朗道抗磁性的对应。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Regularization versus renormalization: Why are Casimir energy differences so often finite?
量子场论真空态最早的应用之一是发展了卡西米尔能量的概念。现在场论的卡西米尔能量，单独考虑，总是无限的。但是卡西米尔能量的差异（最坏的情况下是正则化的，不是重整化的）通常是有限的-幸运的是，这种情况幸运地使一些早期的计算（例如，平行板和空心球），相当容易处理。我们将探讨这种观察能在多大程度上系统化。例如：什么是Casimir能量差是有限的（有正则化但没有重整化）的充分必要条件？而且，当卡西米尔能量差不是形式上有限的时候，通过调用重整化还能说什么有用的东西吗？我们将看到，这是在前几个西利-德威特系数的差异，是中央回答这些问题。特别是，对于任何导体（无论它们是完美的还是不完美的）和/或导体的集合，只要人们只是移动它们而不改变它们的形状或体积，那么物理上的卡西米尔能量差（以及物理上有趣的卡西米尔力）就可以保证是有限的，而不需要调用任何重整化。
2019-01-29 hep-th quant-ph
Quantum Gravity Witness via Entanglement of Masses: Casimir Screening
最近提出的量子引力诱导的质量纠缠（QGEM）的实验方案，要求在原则上可实现的，但仍然非常雄心勃勃，在物质波干涉测量参数集。出于简化实验实现的动机，在本文中，我们考虑了一个稍微修改的实验设计，通过薄的导电板将两个宏观干涉仪分开，从而减轻了两个球形中性测试质量之间的Casimir势所允许的参数空间。虽然这种设置将在导电板和质量之间重新引入卡西米尔势，但这种设计有几个优点。首先，两个叠加质量之间的量子引力诱导纠缠将没有Casimir背景。其次，通过允许质量$10^{-16}-10^{-15}$ kg和叠加尺寸$Δx \sim 20 μ$ m都比先前提出的小一到两个数量级，从而还允许$10^4$ Tm $^{-1}$的磁场梯度小两个数量级，以通过Stern-Gerlach效应产生叠加，将极大地促进物质波干涉测量本身。在这方面，我们将进一步研究碰撞退相干和退相干由于振动模式的导电板。
2020-06-23 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Probing the screening of the Casimir interaction with optical tweezers
利用光镊测量了水溶液中两个二氧化硅微球在距离为$0.2\,μ$ m到$0.5\,μ$ m范围内的胶体相互作用。当采用具有低盐浓度的样品时，所产生的相互作用由充分表征的排斥性双层相互作用主导。当将盐的$0.22\,$ M添加到我们的样品中时，双层相互作用被抑制，从而导致纯吸引的Casimir信号。在分析势能和力的实验数据时，我们发现与基于散射方法的理论结果很好地吻合。在实验探测的距离范围内，相互作用主要来自未屏蔽的横向磁贡献在零频率极限，与非零松原频率提供了一个可以忽略不计的贡献。与此相反，这种未屏蔽的贡献不包括在电解质溶液中的卡西米尔相互作用的标准理论模型，其中的零频率项被单独视为静电波动效应。因此，在这个标准模型中，所产生的吸引力太弱了，大约弱了一个数量级，无法解释实验数据。总体而言，我们的实验结果揭示了热零频率贡献的性质，并表明极性液体之间的卡西米尔吸引力具有比以前预测的更长的范围。
2021-06-24 cond-mat.soft quant-ph
Why the Casimir Force for Magnetic Metals Computed by the Lifshitz Theory Using the Drude Model Disagrees with the Measurement Data
Central Astronomical Observatory at Pulkovo of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃中央天文台）；Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University（彼得大帝圣彼得堡理工大学）；Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高等研究院）
研究发现，使用Drude模型的Lifshitz理论计算磁性金属Casimir力时，横电贡献决定与实验数据的差异，而磁性金属的磁性仅通过传播波比例影响Casimir力。
2026-02-18 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Why zero-point quantum noise cannot be detected at thermal equilibrium: Casimir force and zero-point contribution in the fluctuation-dissipation theorem
零点贡献（也称为量子噪声或真空涨落）在涨落耗散定理（FDT）的量子表达中所起的作用是自1951年Callen和Welton的先驱论文[1]以来物理学界广泛讨论的一个长期存在的公开问题。一方面，它具有以下缺点：（i）其能量的期望值是无限的，（ii）它产生噪声功率谱密度的紫外突变，（iii）它缺乏在热平衡条件下的实验验证。另一方面，通过施加适当的边界条件并通过调节技术消除发散，真空涨落是相对导电板之间吸引力的来源，这首先由Casimir在1948年预测[2]，后来通过实验验证，精度越来越高。因此，FDT的量子公式应该解释卡西米尔力的存在及其后果。在这封信中，我们表明，在热平衡的卡西米尔力应平衡的物理系统的机械反应。因此，无法检测到零点谱，物理系统发射的功率谱与普朗克在1901年计算的黑体功率谱相同。因此，量子FDT [1]的标准表达式的实验验证被阻止，而有利于包括普朗克因子的奈奎斯特表达式[4]。
2016-12-21 cond-mat.other quant-ph
Matter-field theory of the Casimir force
本文建立了Casimir力的物质场论，其中电磁场和电介质的集体模被同等对待。在我们的理论中，卡西米尔力归因于结合的物质场模式的零点能量。我们分析了为什么一些现有的理论倾向于解释卡西米尔力起源于电磁场的零点能量和其他的物质。
1998-09-02 cond-mat quant-ph
On the possibility of Casimir repulsion using Metamaterials
众所周知，两个半空间之间的卡西米尔力由它们的电磁性质决定。特别是，当其中一个半空间主要是金属或电介质，而另一个主要是磁性时，可以表明力是排斥力。这引起了人们对卡西米尔效应背景下的超材料（metamaterials，简称EMT）研究的极大兴趣，因为它们的磁性活动可能有助于将卡西米尔排斥的想法从理论领域带到实验验证。在本文中，我们研究了排斥的可能性时，MM磁导率不是由Drude-Lorentz行为，但由Pendry等人提出的模型。在介绍了模型和推导出必要的公式，我们表明，这是不可能实现的排斥与这样一个模型，并提出了一个定性的讨论，为什么会这样。
2009-09-15 quant-ph
Microscopic theory of the Casimir force at thermal equilibrium: large-separation asymptotics
本文提出了在大间距$d$极限下两金属板间Casimir力$f(d)$的完全微观计算方法。金属的模型由与正温度下的光子场$T$处于热平衡的可移动量子电荷组成。所有自由度的波动，物质和场，根据量子电动力学和统计物理学的原则处理，而不诉诸近似或中间假设。我们的主要结果是渐近通用公式$ f(d) \sim -\frac{ζ(3) \kB T}{8πd^3}$、$d\to\infty$的正确性。这支持了这样一个事实，即在Lifshitz的电磁涨落理论的框架中，横向电模式在该区域中没有贡献。此外，普遍性的微观起源被认为依赖于完美的屏蔽和规则，这些规则在传导介质中具有很大的普遍性。
2007-11-12 quant-ph
Experiment, theory and the Casimir effect
本文讨论了Casimir效应的场论描述与Casimir力测量实验之间的一些问题。这些问题之一是与满足一般物理要求的理想金属矩形盒中Casimir自由能的定义有关。研究表明，对带有隔板（活塞）的矩形箱的考虑并不能否定之前已知的针对没有活塞的箱获得的结果。两组结果被发现是在相互协议。另一个问题是使用的邻近力近似的实验数据的解释和搜索的分析结果超出PFA的基础上的第一原则的量子场论。接下来，我们讨论实验精度和实验与理论之间一致性的度量的概念。这两个概念之间的根本区别是明确的。最后，最近的方法考虑屏蔽效应的热Casimir力被应用到实际金属。结果表明，这种方法是理论和实验不一致的。这种不一致的物理原因与违反热平衡有关，这是Lifshitz理论的基本适用条件。
2009-03-04 quant-ph
Correction to the Casimir force due to the anomalous skin effect
本文讨论了表面阻抗法在精确计算金属板间Casimir力中的应用。它允许考虑电流密度和金属内部电场之间的非局部联系。通常，材料必须由对应于两个不同极化状态的两个阻抗$Z_{s}(ω,q)$和$Z_{p}(ω,q)$来描述。与近似Leontovich阻抗相反，它们不仅依赖于频率$ω$，而且依赖于沿板$q$的波矢量。本文仅分析了发生在等离子体频率$ω<ω_{p}$处的非局域效应。我们把它们都称为反常趋肤效应。在玻尔兹曼近似下计算了传播场和倏逝场的阻抗。结果表明，由于磁屏蔽效应，$Z_p$明显偏离了局域阻抗。计算了零温下Casimir力的非局部修正。这种修正很小，但在物体之间的小距离处可以观察到。相同的理论可以用来发现由于等离子体激元激发而在$ω\simω_p$处的更显著的非局域贡献。
2004-04-12 quant-ph
Reply to "Comment on 'Precision measurement of the Casimir-Lifshitz force in a fluid'"
我们已经回顾了Geyer等人[arXiv：0708.1548]关于我们最近工作[Phys. Rev. A 75，060102（R）（2007）]的评论，虽然我们不同意他们的批评，但我们感谢他们给我们机会添加有趣的补充材料和更详细的实验描述。我们进一步描述了我们的计算，并解释了为什么一个更复杂的模型是不必要的。我们还提出了详细的实验中的静电力的影响，在我们的测量和显示，由于功函数的差异的贡献是小的，剩余的静电力主要是由陷阱电荷和外部字段。最后，我们估计了双层相互作用的影响。这些额外的计算和测量支持了我们原来的结论，即实验结果与Lifshitz理论是一致的。
2008-02-27 quant-ph
Casimir Forces Across Magnetic Plasmas at Nuclear Separations
Centre of Excellence ENSEMBLE3（ENSEMBLE3卓越中心）；Chemical and Biological Systems Simulation Lab, Centre of New Technologies, University of Warsaw（华沙大学新技术中心化学与生物系统模拟实验室）
本文提出理论并数值研究核尺度下源于真空涨落的磁卡西米尔效应，探讨其诱导磁电子-正电子等离子体所需黑体温度，并分析磁导率对屏蔽卡西米尔-汤川势及类介子质量量的影响。
2025-05-08 hep-ph hep-th quant-ph
New approach to the thermal Casimir force between real metals
提出了一种新的理论描述实际金属间热Casimir力的方法。它使用的等离子体类的介电常数，考虑到核心电子的带间跃迁。该介电常数精确地满足Kramers-Kronig关系。根据能斯特热定理，相应的卡西米尔熵是正的，并且在零温度下为零。阐明了在Lifshitz公式中代入Drude介电函数与电动力学不一致的物理原因。所提出的方法是唯一一个与迄今为止进行的卡西米尔力的所有测量相一致的方法。这种方法的应用被认为是金属型半导体。
2008-01-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Confinement-Induced Nonlocality and Casimir Force in Transdimensional Systems
本文在Lifshitz理论框架下研究跨维材料薄板的卡西米尔力，揭示限域诱导非局域性改变力的距离依赖关系，并发现超薄板更倾向于垂直取向粘合。
2023-07-12 quant-ph
Tuning the Mass of Chameleon Fields in Casimir Force Experiments
我们已经计算了两个平行板之间的变色龙压力的存在下，干预介质的影响质量的变色龙场。正如直观预期的那样，间隙中的气体减弱了变色龙相互作用机制，其屏蔽效应随着板分离和中间介质的密度而增加。这一现象可能为未来的长距离卡西米尔力实验开辟了寻找变色龙粒子的新方向。
2010-03-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Apparatus for measuring the thermal Casimir force at large distances
我们描述了一个Casimir装置的基础上的差分力测量之间的Au涂层的球体和划分成两个区域，其中之一是由高电阻率（电介质）的Si，和其他的Au的平板。该装置的关键特征是半透明平面平行导电覆盖层，覆盖两个区域。与现有的Casimir设置相比，该设置提供了两个重要的优势。一方面，它导致了一个大的放大的德鲁德和目前用于计算热卡西米尔力的等离子体处方之间的差异。另一方面，由于覆盖层的屏蔽能力，它原则上不受板表面上的潜在补丁引起的静电力的影响，该静电力困扰着目前的大距离卡西米尔实验。如果可以制造在板的Au-Si区域上具有相同贴片结构的半透明导电覆盖层，类似于最近基于等电子技术的非牛顿引力搜索中使用的不透明覆盖层，则将为清晰观察热卡西米尔力铺平道路，直到几微米的分离，以及德鲁德和血浆处方之间的明确区别。
2014-11-12 cond-mat.other quant-ph
On the validity of constraints on light elementary particles and extra-dimensional physics from the Casimir effect
本文讨论了用球-板组态间接测量平行板间Casimir压力所得到的Yukawa相互作用参数的约束条件。最近有文献指出，用邻近力近似（PFA）计算球板位形中的Yukawa相互作用时，所得的约束条件会产生100%量级的误差。在这里，我们重新计算的约束，无论是准确的，并使用PFA，并得出相同的结果。我们阐明了得出错误结论的原因，表明PFA不适用于计算汤川力。
2010-04-25 hep-ph quant-ph
Casimir forces on atoms in optical cavities
卡西米尔型力，例如两个中性导电板之间的力，或者球体、原子或分子与板之间的力，已经被广泛研究，并且例如在纳米技术中变得越来越重要。一个关键的挑战是从基本的微观方法更好地理解为什么卡西米尔力在某些情况下是吸引力，而在其他情况下是排斥力。在这里，我们研究了小量子系统，如原子或分子在光学腔中所经历的Casimir-Polder力。为了使问题更容易处理，我们在1+1维的环境中工作，只考虑原子的基态和第一激发态，并将电磁场模型化为具有Dirichlet或Neumann边界条件的标量场。这使我们能够确定卡西米尔力对单个原子吸引或排斥的条件，即通过顺磁性和反磁性真空效应的相互作用。我们还研究了微观-宏观的转变，发现随着腔中原子数量的增加，原子开始影响类似于电介质的腔壁上施加的卡西米尔力。
2014-03-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Casimir-Lifshitz Theory for Cavity Modification of Ground-State Energy
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）
本文提出基于Casimir-Lifshitz理论的腔体基态能量修改模型，揭示了极子在低频下的静态屏蔽作用及非共振效应。
2025-12-31 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Characterization of optical properties and surface roughness profiles: The Casimir force between real materials
Lifshitz理论提供了一种方法来计算两个平板之间的Casimir力，如果频率相关的介电函数的平板是已知的。实际上，任何板都是粗糙的，其光学性质仅在某种程度上已知。对于高精度实验，必须仔细表征板，否则实验结果不能与理论或其他实验进行比较。在本章中，我们将解释为什么相互作用材料的光学性质对卡西米尔力很重要，如何测量它们，以及如何使用这些性质计算力。表面粗糙度可以例如用原子力显微镜图像来表征。我们介绍了可以从这些图像中提取的粗糙表面的主要特征，并解释了如何使用它们来计算力的粗糙度校正。正如我们的实验所示，在小的分离处，这种校正变得很大。最后讨论了两粗糙面接触时的距离，并说明了这一参数对确定物体间绝对距离的重要性。
2011-01-11 cond-mat.other quant-ph
Can quantum mechanics breed negative masses?
Casimir效应实现了量子场论中静态负能量密度的存在。我们建立物理上合理的条件，在闵可夫斯基背景下保持平衡的卡西米尔装置的总质量的非负性，无论任何凝聚态的考虑。具体来说，动态平衡需要额外的物质来保持系统分离。只要这个额外的物质满足主能量条件，组合系统的质量就是正的。因此，能量不能在时间中向后传播的原因可能是质量为正背后的潜在机制。我们讨论从卡西米尔设置到更一般的情况下的外卖。
2022-05-02 gr-qc hep-th quant-ph
Application of the Lifshitz theory to poor conductors
将频散力的Lifshitz公式推广到不能用局部介电响应描述的材料。不良导体的主要非定域性与有限的屏蔽长度的穿透场和碰撞弛豫;在低温下，碰撞的作用起到朗道阻尼。空间分散性使理论自洽。我们的预测与最近的实验进行了比较。结果表明，在低温下，Casimir Lifshitz熵在简并等离子体中以$T$形式消失，在非简并等离子体中以$T^2$形式消失。
2008-09-23 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Foundational Issues in Dynamical Casimir Effect and Analogue Features in Cosmological Particle Creation
本文从弯曲时空量子场论出发，系统梳理动态卡西米尔效应与宇宙学粒子产生类比中的七个基础性问题，涵盖非局域耗散、量子楞次定律及微观物理模型构建，旨在强化DCE的理论基础并推动概念验证型实验设计。
2024-10-04 gr-qc hep-th quant-ph
Problems and paradoxes of the Lifshitz theory
本文评述了Lifshitz理论在实际电介质和半导体材料中应用的问题和悖论。结果表明，在介电响应模型中引入传导电子的漂移电流，不仅与热力学理论相矛盾，而且与不同实验组的实验数据相矛盾。分析了产生这些问题和悖论的物理原因，认为这与违反Lifshitz理论的基本适用条件--热平衡有关。最近的另一种解决方法的基础上列入屏蔽效应和扩散电流的问题被认为是和证明是不一致的实验和实验。有人认为，列入的扩散电流导致更深的违反热平衡。现象学上，忽略漂移和扩散电流的作用的Lifshitz理论被证明是免费的问题，并与热力学和所有可用的实验数据。
2008-11-26 quant-ph
