Electromagnetic Energy, Absorption, and Casimir Forces. Inhomogeneous Dielectric Media
假设介质近似为连续介质,导出了非均匀吸收色散介质在热平衡时电磁能量密度期望值的一般精确公式。从这个公式中我们得到了Casimir力密度的形式表达式。与大多数以前的方法卡西米尔效应中,吸收被忽略或承认隐含通过所需的分析性质的介电常数,我们包括耗散明确通过耦合介质的每个偶极振子的谐振子的水库。我们得到的能量密度和Casimir力密度的结果的范德瓦尔斯相互作用的振荡器,也从坡印亭定理。
2011-10-04 hep-th quant-ph
The cutoff-dependence of the Casimir force within an inhomogeneous medium
我们考虑活塞几何中电磁场的基态能量。在理想情况下,活塞和腔室的壁被视为完美的镜子,活塞上的卡西米尔压力是有限的,并且与组成镜子的介质的小尺度物理无关;系统的卡西米尔能量可以被正则化,并且是截止无关的。然而,我们发现,当活塞的身体充满了不均匀的电介质,卡西米尔能量是截止依赖的,因此,压力的值是不可避免地依赖于详细的行为的镜子和介质在大波矢。这一结果是不一致的,最近的建议正则化Casimir力在非均匀介质中。
2013-02-21 math-ph math.MP quant-ph
Correct zero-point energy-momentum of the electromagnetic field in media for studying the Casimir force
我们解决了长期存在的争议,关于正确描述的电磁能量动量张量在媒体和卡西米尔力的后果。后者是由于电磁场的零点动量,基于亚伯拉罕或麦克斯韦应力张量的竞争方法导致不同的预测。我们考虑的测试方案的两个胶体球形粒子浸没在电介质中,并使用三个标准来区分这两种方法:我们表明,亚伯拉罕应力张量,而不是麦克斯韦应力张量,导致卡西米尔力,是形式等效的卡西米尔-波尔德和范德华力,服从对偶作为一个基本的对称性,是一致的微观多体计算。
2017-10-26 quant-ph
Casimir effect from macroscopic quantum electrodynamics
宏观电磁学的正则量子化最近在New J.Phys.12(2010)123008中提出。在这里,这个理论是用来推导卡西米尔效应,通过考虑热场和零点场的特殊情况。正则理论的应力-能量-动量张量遵循Noether定理,其在热平衡中的电磁部分给出Casimir能量密度和应力张量。这些结果适用于任意非均匀磁致伸缩,并从色散、耗散介质中的电磁场的严格量子化中得到。对于标准的立夫希茨理论作为卡西米尔力的适当量子处理的地位的持续怀疑不适用于这里给出的推导。此外,Casimir能量密度和介质内部的应力张量的正确表达式自动地从简单的限制到热平衡,而不需要复杂的物理或力学参数。
2011-06-09 quant-ph
Casimir stress in materials: hard divergency at soft walls
宏观物体之间的卡西米尔力是很好理解的,但不是物体内部的卡西米尔应力。假设空的空间或均匀介质遇到软壁,其中折射率是连续的,但其导数跳跃。对于这种情况下,我们预测一个特征的幂律的软壁内的应力和接近其边缘。我们的研究结果表明,这种边缘是不容忍的液体在表面上的聚集,无论液体是吸引或排斥。
2017-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir energy due to inhomogeneous thin plates
本文研究了耦合到两个无限宽、平面、零宽度、非均匀平行镜面上的量子实标量场的Casimir能量。在我们使用的模型中,这些属性由定义在每个镜子平面上的标量函数表示。利用Gelfand-Yaglom定理,我们构造了一个关于这类系统的Casimir能量的类Lifshitz公式。然后,我们用它来评估的能量微扰,几乎常数标量函数的情况下,也实现了导数扩展,假设的空间依赖性的属性是足够光滑的。我们指出,在某些特殊情况下,非平面理想镜的Casimir相互作用能可以由平面镜上的不均匀性再现。
2020-01-24 hep-th quant-ph
Attractive Electromagnetic Casimir Stress on a Spherical Dielectric Shell
基于理想化边界条件的计算,长期以来一直假设球壳上的应力是排斥的。我们使用更现实的情况下,一个德鲁德电介质表明,应力是有吸引力的,匹配的电磁卡西米尔力的一般行为。我们将这两种情况之间的差异追溯到电磁量子涨落和电介质材料之间的相互作用。
2013-09-25 hep-th quant-ph
Casimir stress inside planar materials
目前的理论能够预测宏观物体之间的卡西米尔力,其精度仅受材料参数知识的限制。然而,令人惊讶的是,经过近70年的研究,虽然理论描述了物体之间的卡西米尔力,但宏观物体内部的力却知之甚少。本文从物理直观的图象出发,发展了非均匀平面介质中Casimir应力的宏观理论。我们的结果与文献[T. G. Philbin等人,Ann.Phys.(New York)325,579(2010)],为一个迄今为止只在数值上进行过检验的猜想提供了数学和物理上的证明。我们的理论很可能是可扩展的,它可能为计算任意材料内部的卡西米尔力打开大门。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Why and when the Minkowski's stress tensor can be used in the problem of Casimir force acting on bodies embedded in media
本文指出Raabe和Welsch对Dzyaloshinskii-Lifshitz-Pitaevskii关于介质中范德华力的理论的批评是基于误解。解释了为什么以及在什么条件下可以使用“类闵可夫斯基”应力张量来计算力。讨论了Raabe和Welsch的方法不正确的原因。
2005-06-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum-electrodynamical approach to the Casimir force problem
我们从麦克斯韦应力张量出发,利用量子电动力学腔模导出了Casimir力的表达式。与类似的计算相比,我们的方法是直接的,不依赖于复杂的数学外推关系。
2012-01-05 quant-ph
Casimir self-stress in a dielectric sphere
介质球是理解和计算介质体对自身真空力的一个重要的试验案例。在这里,我们开发了一种方法来计算这种力在均匀的球体中的任意介电特性嵌入在任意均匀的背景,假设只有这两种材料是各向同性和色散。我们的结果与已知的特殊情况一致,最值得注意的是,我们重现了Boyer和Schwinger等人的预测。一个排斥Casimir力的完美反射壳。我们的结果不同意文献中的稀释极限。我们认为,Casimir力不能被视为由于成对Casimir-Polder相互作用,而是由于虚拟电磁波的反射。
2018-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir stresses of the dielectric ball: inhomogeneity and divergences
本文研究了浸入背景的球体系统中的Casimir应力,发现介质的非均匀性会改变球面模式波形并软化表面发散,且表面发散的主导行为表现出与平面壁一致的局域性质。
2024-11-12 hep-th quant-ph
Self-Stress on a Dielectric Ball and Casimir-Polder Forces
人们通常认为,在稀释极限下,物体之间相互作用的卡西米尔能或电介质的卡西米尔自能可以用物体组分的范德华能或卡西米尔-波尔德能之和来表示。最近,这个自我能量的命题受到了Avni和Leonhardt的挑战。物理学\ { \bf 395},326(2018)],他们发现具有介电常数$\varepsilon$的均匀电介质球的能量或自应力以$\varepsilon-1$阶项开始。在这里,我们证明这是不正确的。在$\varepsilon-1$中,线性项的唯一可能来源在于体能量,如果物体的材料或其周围的材料充满了所有空间,那么就会存在这种能量。由于Avni和Leonhardt正确地减去了体积项,他们发现的线性项可能是由于他们忽略了对横向应力张量的积分。
2019-09-12 hep-th quant-ph
On Casimir Forces for Media with Arbitrary Dielectric Properties
我们推导出一个表达式的卡西米尔力与任意介电特性的板之间的反射系数。这里提出的形式主义是适用于介质与本地或非本地的介电响应,无限或有限的宽度,非均匀耗散等,我们的结果减少到Lifshitz公式之间的力半无限介质板通过更换反射系数的菲涅尔振幅。
2002-06-19 quant-ph
On the Lorentz Boosted Parallel Plate Casimir Cavity
本文利用电磁场关联子研究洛伦兹助推下平行板卡西米尔腔的应力-能量张量,证明发散项在助推参考系中自动抵消并得到有限结果。
2023-12-01 quant-ph
Nonlocal impedances and the Casimir entropy at low temperatures
研究了Casimir力的温度依赖性问题。具体地,在低温极限的熵行为,引起了文献中的争论,进行了分析。它强调的是,在$T\to0$限制的弛豫频率的行为不发挥物理作用,因为异常集肤效应占主导地位,在这个范围内。与以前的作品,其中近似Leontovich阻抗用于分析的非局部效应相比,我们给出的问题的描述在精确的非局部阻抗。发现只有在$s$极化对Casimir力的经典部分没有贡献的情况下,Casimir熵才在$T\to0$处趋于零.然而,熵从负的一面接近零,在我们看来,不能被认为是令人满意的。分析了文献中提出的负熵问题的解决方案,并指出它不能被认为是完全的。强调了热卡西米尔效应的危机。
2005-08-08 quant-ph
Mixing rules and the Casimir force between composite systems
Casimir-Lifshitz力计算两个不均匀的复合板,每一个都是由一个均匀的矩阵与球形金属夹杂物。使用几种有效介质近似计算的有效介电函数的板坯,我们比较所产生的力作为板坯分离和填充分数的函数。我们表明,有效介质近似的选择是至关重要的,在理论和实验之间进行精确的比较。本文还讨论了有效介质的谱表示在使复频率轴产生Wick旋转中所起的作用。
2011-03-31 quant-ph
Anomalous Casimir effect in axion electrodynamics
研究了轴子电动力学中的Casimir效应。如果$θ$是时间和/或空间相关的,则有限的$θ$项影响光子的能量色散关系。我们专注于一个特殊的情况下,线性非均匀$θ$沿$z$轴。然后,我们证明了Casimir力垂直于$z$轴的两个平行板之间可以是吸引力或排斥力,依赖于$θ$的梯度。我们把这种由非均匀$θ$引起的Casimir力中的排斥分量称为反常Casimir效应。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Casimir Energy for Spherical boundaries
基于应力张量积分的球形几何形状的Casimir能量的计算进行了严格的检查。结果表明,尽管它们与从模式求和方法获得的数值结果明显的协议,他们包含一些严重的错误。具体地说,这些问题包括:(1)应力张量在球面边界上的应用不当,(2)在围道积分中忽略了极点项,以及(3)对相关传播子施加了不适当的边界条件。一个计算的基础上的应力张量和避免这样的问题被证明是可能的。然而,它是等效的模式求和方法,因此不构成一个独立的计算卡西米尔能量。
1999-05-26 hep-th quant-ph
Numerical Regularization of Electromagnetic Quantum Fluctuations in Inhomogeneous Dielectric Media
电磁Casimir应力与许多基于介观器件的技术相关,例如嵌入电介质中的MEMS,纳米机械中的Casimir诱导摩擦,微流体和分子电子学。基于腔QED的这种应力的计算通常需要基于正则化过程的数值分析。描述了一种新的计划,具有广泛的适用性,涉及现实的非均匀介质的系统的潜力。从知识的频谱的电磁场的固定模式的计划是说明通过数值估计Casimir应力对完全导电的平面分开的真空和变化时,该结果的板之间的区域填充有不可压缩的非均匀非色散电介质的相对面。
2012-01-05 math-ph math.MP quant-ph
Casimir effect across a layered medium
使用非标准的递归关系的菲涅尔系数涉及连续堆叠的层,我们扩展的Lifshitz公式的配置与非均匀的,n层的,介质分离两个平面物体。作用在每个物体上的力是类李夫希茨力和由介质的不均匀性引起的力的总和。该理论正确地再现了最近获得的结果卡西米尔力/能量在一些简单的系统,这种。作为一个产品,我们得到一个公式上的两个平面物体之间的层(未指定的)堆栈上的力,这概括了我们以前的结果在一个平面腔中的平板上的力。
2011-12-07 quant-ph
Born expansion of the Casimir-Polder interaction of a ground-state atom with dielectric bodies
在首阶微扰理论中,一个基态原子置于任意排列的色散和吸收线性体中的Casimir-Polder势可以用原子的极化率和体助电磁场的散射格林张量来表示。基于格林张量的玻恩级数,本文给出了Casimir-Polder势的系统展开式。玻恩展开被用来显示如何以及在何种条件下,Casimir-Polder力可以与微观多原子范德华力,一般表达式。作为应用,研究了介质环和非均匀介质半空间附近原子的Casimir-Polder势,给出了其磁化率在二阶以下的显式表达式.
2005-10-11 quant-ph
A thick shell Casimir effect
本文研究了在光速不变的条件下,介电-抗磁厚壳层的Casimir能量随半径和磁导率的变化。我们表明,有一个范围内的参数,其中的应力在外壳是向内的,和一个范围内的应力在外壳是向外的。我们研究的可能性,获得一个能量稳定的配置的厚壳的材料与固定的体积。
2001-08-08 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Stress tensor for a scalar field in a spatially varying background potential: Divergences, "renormalization," anomalies, and Casimir forces
出于理解空间变化的电介质中量子涨落能量密度和应力的愿望,我们研究了具有任意共形参数的标量场的应力张量的真空期望值,在一个给定的势仅依赖于一个空间坐标的背景下。我们通过在(想象的)时间和横向空间方向上引入时空截止来调节表达。的发散捕获的零阶和二阶WKB近似。然后,应力张量通过省略取决于截止的项而被“重整化”。在这个过程中不可避免地出现的歧义都适当地注意到,并通过施加某些物理条件进行限制;一个结果是,重整化应力张量表现出预期的迹线异常。重整化应力张量没有压力异常,因为横向运动满足虚功原理。然后我们考虑一个定义壁的势,一个一维势,对于$z<0$为零,对于$z>0$像$z^α$,$α>0$一样上升。完整的有限应力张量的数值计算的两种情况下,显式解的微分方程是可用的,$α=1$和2。对于线性势,当从内部接近边界时,能量密度呈现出逆线性发散,而对于二次势,呈现出对数发散。最后,计算了两个这样的壁之间的相互作用,并表明两个壁之间的吸引Casimir压力也满足虚功原理(即,压力等于能量相对于壁之间的距离的负导数)。
2016-02-02 hep-th quant-ph
The Casimir effect: Recent controversies and progress
本文综述了量子真空涨落存在所隐含的现象,并着重介绍了近四年来的新发现。将平行板间的Casimir力重新导出为$δ$函数势面的强耦合极限。表面分歧的作用是明确的。本文从Lifshitz公式的几何光学推导出发,并对Casimir-Polder力进行了重新推导,给出了与实际材料间Casimir力测量有关的效应的总结。大量的注意力被给予最近的争论有关的温度修正实际金属表面之间的Casimir力。的邻近力近似的新的改进的摘要,其次是目前的实验情况的概要。Casimir自应力的新结果的报告,再次基于$δ$功能的潜力。本文介绍了介质体自应力分歧的研究进展,特别是介质柱自应力的连续计算。本文综述了孤子的Casimir效应以及动态Casimir效应的研究现状。讨论了从量子涨落的角度来理解暗能量的可能性。在整个过程中,强调了量子真空能在基础物理学中的中心地位。
2004-06-02 astro-ph hep-th quant-ph
Finite Casimir Energies in Renormalizable Quantum Field Theory
自1948年卡西米尔计算平行不带电板之间的吸引力以来,量子真空能量就被认为具有可观察的结果,这一现象在实验上得到了越来越精确的证实。卡西米尔自己提出,一个类似的有吸引力的自应力存在于一个导电的球壳中,但博耶得到了一个排斥应力。其他几何形状和更高的维度已经考虑了多年。局部效应和与表面和边缘相关的发散已经由几位作者进行了研究。最近,格雷厄姆等人重新研究了这种计算,使用微扰量子场论的传统技术来消除发散,并提出以前的自应力结果可能是可疑的。在这里,我们表明,在他们的工作中考虑的大多数例子是误导,特别是,这是众所周知的,在二维的圆形边界有一个发散的Casimir能量的无质量领域,而一般的尺寸$D$不等于一个偶数所产生的相应的Casimir能量从无质量领域内部和外部的超球壳是有限的。长期以来人们也认识到,对于弯曲边界,大质量场的卡西米尔能量是发散的。这些结论得到加强的计算有关的领先费曼图在$D$尺寸。正如人们多年来所认识到的那样,发散确实以三阶形式出现,但这种对数发散与真实壳层的相关性值得怀疑。
2004-01-17 hep-th quant-ph
Continuous intracavity monitoring of the dynamical Casimir effect
动态卡西米尔效应(英语:Dynamical Casimir effect)是指由于宏观中性体(镜)的加速运动或腔材料性质的时间调制而从真空产生量子的过程,以及对这些过程的模拟。本文综述了利用多能级原子、原子网络和谐振子等腔内量子探测器探测DCE的理论结果。我也强调这个问题的数学等价性的物理光学参量振荡器与原子或量子阱相互作用,在量子非线性光学研究。
2012-12-18 quant-ph
Inertia of Casimir energy
运动的反射镜受到真空场的反作用力。已知真空中匀加速单镜的运动力为零。我们发现,惯性力(成比例的加速度)出现在第二个散射体的存在下,表现出预期的相对惯性的属性:质量校正取决于镜子之间的距离,每个镜子的经验力成比例的加速度的其他一个。当两个反射镜以相同的加速度运动时,所得到的腔的质量修正代表Casimir能量对惯性的贡献。考虑到空腔作为受力刚体运动的事实,这一贡献符合爱因斯坦的能量惯性定律。
2001-01-17 quant-ph
Van der Waals chain: a simple model for Casimir forces in dielectrics
本研究提出一维点粒子链模型,无需重整化即可计算电介质内部卡西米尔力,并揭示重整化的出现机制;力密度在分段均匀介质中收敛,在非均匀介质中发散,短程反作用力可防止坍缩,并类比弯曲空间中的迹线异常。
2023-10-18 quant-ph
Equivalence between the Hamiltonian and Langevin noise description of plasmon-polaritons in a dispersive and lossy inhomogeneous medium
我们证明了存在于非均匀、有耗和色散介质中的量子电动力学的两种不同描述之间的基本联系,这两种描述基于极化激元的Huttner-Barnett形式[B]。Huttner和S. M. Barnett,Phys.Rev. A 46,4306(1992)]或使用波动电流的朗之万噪声方法[T. Gruner和D.- G. Welsch,Phys.Rev.A53,1818(1996)]。在这项工作中,我们证明了这两种描述的实际等价性,通过引入有效光子态的概念与一些特定的噪声电流分布。我们研究这些结果的计算和解释的量子观测,如波动,相关性和卡西米尔力的影响。
2017-07-05 quant-ph
Dispersion forces in inhomogeneous planarly layered media: A one-dimensional model for effective polarisabilities
真空中的色散力,如两个微观粒子之间的范德华力,粒子和宏观物体之间的Casimir-Polder力或两个介电物体之间的Casimir力,都得到了很好的研究。然而,在现实的情况下,交互对象往往是嵌入在环境介质中。这种溶剂影响诱导的偶极相互作用。在宏观量子电动力学的框架下,这些相互作用通过虚光子的交换来介导。通过这种方法的均匀溶剂介质的影响,可以表示为局部场校正,导致多余的极化率,以前已经推导出硬边界条件。为了开发一个更现实的描述,我们调查的一维模拟系统,说明了连续的介电分布的影响。
2019-06-04 physics.optics quant-ph
Numerical evaluation of Casimir forces using the discontinuous Galerkin time-domain method
Humboldt Universität zu Berlin(柏林洪堡大学);Technical University of Denmark(丹麦技术大学);Max-Born-Institut(马克斯·博恩研究所)
本文提出了一种基于不连续Galerkin时域方法的计算框架,用于准确评估Casimir力及在不同几何和材料条件下的相互作用。
2026-03-04 physics.comp-ph quant-ph
Comment on Casimir energy for spherical boundaries
结果表明,最近C. R. Hagen(hep-th/9902057)质疑Casimir能量的应力张量处理对于被球形边界分成两部分的空间的有效性是没有根据的。
2000-04-18 hep-ph hep-th quant-ph
Casimir effect in magnetic dual chiral density waves
本文理论研究磁场下有限密度 MDCDW 相中夸克场的卡西米尔效应,通过 Landau 能级分解揭示化学势、磁场和非均匀基态导致的振荡及味分裂特征。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Casimir Effect for a Dielectric Wedge
考虑了具有理想导电壁面、开口角为$α$的楔形体的Casimir效应,其内部填充了各向同性非色散介质,介质的介电常数为$ε$,磁导率为$μ$ .计算了体块中的电磁能量-动量张量,以及壁面上的表面应力。讨论给出测量介质的影响,通过Casimir-波尔德力的可能性。
2001-05-26 hep-th quant-ph
New Developments in the Casimir Effect
我们提供了一个新的卡西米尔效应的实验和理论发展的审查。卡西米尔效应是由零点电磁能边界的改变引起的。卡西米尔力的独特之处在于它对形状的强烈依赖,从吸引力到排斥力的转换是边界的大小,几何形状和拓扑结构的函数。因此,卡西米尔力是量子真空的边界依赖性的直接表现。我们深入讨论了在场论中的无穷大的一般结构,这些无穷大被zeta函数正则化和热核展开的组合所去除。给出了正则化真空能的不同表示。计算了一些有应用价值的组态中的Casimir能量和力。我们强调发展的Casimir力的真实介质,包括非零温度的影响,有限的导电性的边界金属和表面粗糙度。同时,基于非零温下的凝聚态物理和量子场论,详细研究了这些重要因素的综合作用。测量卡西米尔力的实验也进行了审查,首先与旧的测量和完成与现代精密实验的详细介绍。后者是准确地与实际介质的理论结果进行比较。在评论的最后,我们提供了最新的约束修正牛顿引力定律和其他假设的长程相互作用在亚毫米范围内获得的卡西米尔力测量。
2001-06-08 quant-ph
Cutoff dependence of the Casimir effect
本文研究了用应力张量计算两个导电平面上的Casimir力的问题。这个量的评估是使用一个明确的正则化程序,其起源在底层的(2+1)维庞加莱不变性的系统。平面之间的力被发现依赖于两个独立的截止参数的比率,从而使任何预测的Casimir效应的显式函数的特定的计算方案。在导电球的情况下,得到类似的结果。
2000-03-22 hep-th quant-ph
Quantum Electromagnetic Stress Tensor in an Inhomogeneous Medium
继续研究应力张量的真空期望值在仅沿单个方向变化的背景中的行为的程序,我们在这里研究介电常数取决于单个空间坐标的介质中的电磁应力张量,具体地说,面向真空区域的平面电介质半空间。存在由时间和空间点分裂调节的发散,其对于横电模式和横磁模式具有普遍特征。分歧的性质取决于所采用的分散模型。并且在电介质和真空区域之间的边缘处存在奇点,这些奇点也具有普遍性,这取决于那里的材料特性中的不连续结构。提供了有关此类模型的重整化以及应力张量的重要性的评论。讨论了应力张量的“体”和“散射”部分分离的模糊性。
2018-04-11 hep-th quant-ph
Quantum vacuum fluctuations and the principle of virtual work in inhomogeneous backgrounds
本文讨论了非均匀背景中量子标量场的应力-能量张量的几个方面,其中非均匀背景是由变质量模型建立的。利用微扰方法、维数正则化和绝热减法,我们给出了应力-能量张量的全阶形式表达式。重要的是,我们提供了一个明确的证明卡西米尔力的虚功原理,利用重整化应力能量张量的守恒定律。我们还讨论了不连续性引起的分歧。对于平面不均匀性的特殊情况,我们用WKB启发的展开证实了微扰结果。
2021-10-27 hep-th quant-ph
Cutoff dependence and Lorentz invariance of the Casimir effect
在电磁场和标量场两种情况下,考虑了两个导电平面之间的Casimir力。这是通过对系统的能量本征模进行通常的求和以及通过计算平面之间区域中的应力张量来完成的。后一种情况需要仔细注意奇异算子的乘积,这个问题在这里通过调用点分离方法结合标量截断来解决。这表明,产生截止依赖和发散的贡献,卡西米尔压力是依赖于分离参数,但完全符合洛伦兹协方差。对点分裂参数求平均值可以得到有限的结果,但不能得到唯一的Casimir力。
2001-02-27 hep-th quant-ph
Inertial forces in the Casimir effect with two moving plates
我们结合线性响应理论和量纲正则化,以获得动态卡西米尔力在低频区。考虑$D-$维空间中两平行板沿法线方向运动。我们假设每个板的质量的自由空间值是已知的,并获得有限的,分离相关的质量修正从两个板的组合效果。整体质量修正与静态卡西米尔能量成正比,与爱因斯坦的应力刚体质能等效定律一致。
2002-04-09 hep-th quant-ph
Effective action for delta potentials: spacetime-dependent inhomogeneities and Casimir self-energy
本文研究了薄的非均匀平面镜中量子标量场的真空涨落。使用热核技术,我们评估的欧几里德有效作用微扰的不均匀性(非微扰的恒定背景)。我们表明,发散可以被吸收到一个本地的反项,其余的有限部分是在一般的非本地功能的不均匀性,我们明确计算无质量领域的$D=4$尺寸。对于与时间无关的非均匀性,有效作用量给出了部分透射镜的Casimir自能。对于含时不均匀性,Wick旋转有效作用量给出了由于动态Casimir效应而产生粒子的概率。
2021-03-02 hep-th quant-ph
Surface Divergences and Boundary Energies in the Casimir Effect
尽管自1948年以来,卡西米尔(Casimir)或量子真空(quantum vacuum)、不同物体之间的力或单个物体的自应力已经用各种不同的方法计算过,但它们总是受到分歧的困扰。这些分歧中的一些与体积相关联,并且因此可以或多或少地被明确地移除,而其他分歧与表面相关联。对这些问题的解释一直颇有争议。特别神秘的是有限的总自能和局部能量密度的表面发散之间的矛盾。在本文中,我们澄清的作用,表面分歧。
2006-02-01 hep-th quant-ph
Casimir Energy for a Dielectric Cylinder
本文计算了内外光速不同的介质-抗磁圆柱的Casimir能量。虽然结果在一般情况下是不同的,特殊情况下是有意义的。再现了光速均匀时的著名结果。纯介质柱上的自应力在介电常数与其真空值的二阶偏差中消失,与由范德华力之和计算的结果一致,这些结果与发散项明确分离。
2005-02-22 hep-th quant-ph
Casimir effect in hemisphere capped tubes
本文研究了具有一般曲率耦合的有质量标量场在(2+1)维时空背景中的真空密度,该背景对应于一个带半球帽的圆柱管.一套完整的模式功能的构造和正频率Wightman函数的圆柱形和半球形子空间进行评估。在此基础上,讨论了真空场平方和能量动量张量的期望值。在分隔两个子空间的边界上,平均场平方和法向应力是有限的,而能量密度和平行应力则随着到边界的距离的倒数幂而发散。对于共形耦合场,真空能量密度在空间的圆柱部分为负。在半球上,它在顶部附近为负,在边界附近为正。在最小耦合的情况下,杯上的能量密度为负。在管上,它在边界附近为正,在很远的地方为负。虽然子空间的几何形状不同,但边界两侧的卡西米尔压力相等,净卡西米尔力为零。所得结果可应用于长波长近似下的有效场论所描述的加盖碳纳米管。
2014-08-27 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Repulsive Casimir and Casimir-Polder Forces
卡西米尔和卡西米尔-波尔德斥力已经被人们所知超过50年了。平行半无限电介质板的一般“Lifshitz”配置允许排斥,如果它们被具有介电常数值介于电介质板的介电常数值之间的介电流体分开的话。这一点在20世纪70年代得到了间接证实,最近卡帕索的研究小组更直接地证实了这一点。多年来,人们也知道,电和磁可极化的物体可以经历排斥的量子真空力。更适合于实际应用的是真空中普通导电体和电介质体之间可以实现排斥的情况。卡西米尔排斥领域的地位,重点是最近的发展将进行调查。在这里,重点将放在分析的发展,特别是卡西米尔-波尔德(CP)的各向异性极化原子之间的相互作用,和CP的各向异性原子和机构之间的相互作用,也表现出各向异性,无论是因为各向异性的成分,或因为几何形状。排斥发生在楔形和圆柱形导体中,只要几何形状足够不对称,也就是说,要么楔形足够尖锐,要么原子离圆柱足够远。
2012-04-25 hep-th quant-ph
Aspects of Quantum Energy and Stress in Inhomogeneous Unbounded Dielectric Continua
本文讨论了一些问题与问题的计算贡献的电磁量子感应能量和应力在一个固定的材料与非均匀的极化率。在简要回顾了Lifshitz等人开发的传统方法和其他人最近的尝试之后,我们强调需要在任何实验尝试中容纳由于材料的经典本构性质而产生的影响来检测这种贡献。然后,注意力集中在一个特定的系统组成的ENZ型(ε近零)的超材料,选择有一个各向异性和不均匀的介电常数限制在一个无限长的完全导电的开放波导。这使我们能够从无源麦克斯韦方程组推导出一套完整的谐波电磁倏逝本征模和本征频率。由于这些解决方案禁止存在的渐近散射状态的指导下,另一种正规化方案,基于欧拉-麦克劳林公式,使我们能够规定精确的标准,从正则化模式总和的有限量子期望值的提取连同这些值的误差界。该方案用于导出指南中正则化能量密度的解析结果。该标准被利用来构建一个数值方案,该方案通过将其输出与来自非均匀ENZ介质的特殊性质的分析结果进行比较来进行基准测试。
2014-07-31 math-ph math.MP quant-ph
Stueckelberg massive electromagnetism in curved spacetime: Hadamard renormalization of the stress-energy tensor and the Casimir effect
本文讨论任意四维弯曲时空上的Stueckelberg大质量电磁场(经典理论的规范不变性和协变量子化,大质量自旋1场$A_μ$、辅助Stueckelberg标量场$Φ$和鬼场$C$和$C^\ast$的波动方程,沃德恒等式,各种费曼传播子的Hadamard表示和相应系数的协变泰勒级数展开)。这使我们能够为阿达玛量子态构造与施图克尔伯格理论相关的重整化应力-能量张量的期望值。我们提供了两个替代的,但等价的表达式,这个结果。第一个是通过删除的贡献的“Stueckelberg鬼”$Φ$,只涉及状态相关的和几何量与质量矢量场$A_μ$。另一种是有质量矢量场和辅助Stueckelberg标量场的贡献,它是以这样一种方式构造的,即在零质量极限下,有质量矢量场的贡献平滑地退化到Maxwell理论的结果。作为结果的一个应用,我们考虑了具有平面边界的理想导电介质外的Casimir效应。我们讨论了使用Stueckelberg,但也德布罗意Proca电磁学所获得的结果,我们认为在这两个理论的真空能量的零质量极限。最后,我们比较了德布罗意-普罗卡和施蒂克尔伯格的形式主义,并强调了施蒂克尔伯格观点的优点,即使在我们看来,德布罗意-普罗卡和施蒂克尔伯格的方法是同一个场论的两个方面。
2016-10-02 gr-qc hep-th math-ph
Stochastic particle creation: from the dynamical Casimir effect to cosmology
我们研究了一个随机版本的动态卡西米尔效应,计算粒子创建内产生的一个随机运动的一个墙壁的空腔。我们首先提出了运动幅度微扰的计算。我们比较随机粒子的创建与确定性的对应。然后,我们超越了微扰评价使用随机版本的多尺度分析,考虑到随机参数共振。我们强调由随机运动引起的不同模式之间的耦合的相关性。在单模近似下,方程形式上类似于描述宇宙学背景下随机粒子产生的方程,我们使用多尺度分析重新推导。
2022-12-28 gr-qc hep-th quant-ph
Local zeta regularization and the scalar Casimir effect III. The case with a background harmonic potential
应用本系列论文第一部分中提出的局部zeta正则化的一般框架,我们重整化了存在外调和势的标量场的应力-能量张量(和总能量)的真空期望值。
2015-07-08 hep-th math-ph math.MP
Electromagnetic Casimir densities induced by a conducting cylindrical shell in the cosmic string spacetime
本文研究了宇宙弦时空中导电圆柱壳内外电磁场的场平方和能量动量张量的重整化真空期望值。利用推广的Abel-Plana公式,将真空期望值表示为边界自由部分和边界诱导部分之和。研究了在各种极限情况下真空场平方、能量密度和应力的期望值的渐近行为。
2006-12-20 gr-qc hep-th quant-ph
The Electromagnetic Field Stress Tensor between Dielectric Half-Spaces
量子化电磁场的应力张量计算在一对色散,介电半空间之间的区域。这将Casimir能量的应力张量推广到边界具有有限反射率的情况。我们还包括有限温度的影响。这使我们能够讨论的情况下,弱能量条件和零能量条件下,可以违反有限的反射率和有限的温度。
2005-06-09 gr-qc hep-th quant-ph
Local zeta regularization and the scalar Casimir effect IV. The case of a rectangular box
应用本系列论文第一部分中提出的局部zeta正则化的一般框架,我们计算了限制在任意维矩形盒内的无质量标量场的几个观测量(特别是应力-能量张量和总能量)的重整化真空期望值。
2015-08-06 hep-th math-ph math.MP
Casimir densities for a spherical shell in the global monopole background
在$D+1$维球壳背景下,研究了球壳上服从Robin边界条件的具有一般曲率耦合的质量标量场的能量动量张量的真空期望值.导出了Wightman函数、真空场平方期望值、真空能量密度、壳体内外径向和方位应力分量的表达式。利用圆柱函数零点上级数的广义Abel-Plana公式,对圆柱函数零点上级数进行了正则化处理。这个公式使我们能够从真空期望值中提取出在无边界情况下由于全球引力引力场引起的部分,并将边界引起的部分表示为指数收敛积分,这对数值计算特别有用。研究了球表面附近和大距离处真空密度的渐近行为。我们发现,对于小的值的参数描述的立体角赤字在全球的几何形状的边界诱导真空应力是强烈的各向异性。
2003-06-20 astro-ph gr-qc hep-th