Towards a precision measurement of the Casimir force in a cylinder-plane geometry
我们报告的建议，旨在测量卡西米尔力的圆柱平面配置。Casimir力的评价，包括由于有限的平行性，导电性和温度的校正。本文还讨论了邻近力近似的适用范围。已经开发了一种装置来测试在这种配置中的精密测量的可行性，我们描述了一个程序来控制的平行度和静电校准的结果。最后，我们讨论了测量的热贡献的Casimir力和接近力近似的偏差，这两者都是预期在相对较大的距离的可能性。
2005-11-02 gr-qc hep-ph quant-ph
The Lifshitz-Matsubara sum formula for the Casimir pressure between magnetic metallic mirrors
本文研究了磁性金属平面镜间Casimir压力的Lifshitz-Matsubara求和公式的有效性条件。在以前研究的情况下，非磁性材料（Guerout等人，物理评论E 90 042125），我们恢复通常的表达式的光学响应的有损模型，但不是无损等离子体模型。我们还表明，与福柯电流的模式发挥了至关重要的作用，在限制消失的损失，与预期相反。
2015-11-05 quant-ph
Derivation of the Lifshitz-Matsubara sum formula for the Casimir pressure between metallic plane mirrors
我们仔细重新检查的有效性条件的一致性推导的Lifshitz-Matsubara和公式的Casimir压力之间的金属平面镜。我们恢复通常的表达式为有损德鲁德模型，但不是为无损等离子体模型。我们给出了一个解释，这一新的结果与福柯电流发挥作用的限制消失的损失，在共同的期望相反的模式。
2014-09-26 quant-ph
Casimir interaction between cylinders
我们计算Casimir相互作用能量之间的两个完美的传导，同心圆柱体，使用模式的模式求和技术。然后，我们比较它与使用邻近定理和基于经典周期轨道的半经典近似得到的近似结果。我们表明，邻近定理与一个特定的选择的有效面积相吻合的半经典近似和重现的准确结果远远超出其预期的有效性范围。我们还计算了轻微偏心圆柱之间的力，并讨论了使用圆柱几何测量卡西米尔力的优点。
2004-06-16 quant-ph
Casimir interaction between two concentric cylinders: exact versus semiclassical results
两个完美的传导，无限的，同心圆柱体之间的Casimir相互作用计算使用半经典近似，考虑到家庭的经典周期轨道，反射了两个圆柱体。然后将其与逐模求和技术得到的精确结果进行比较。我们分析了半经典近似的有效性，并表明它改善了通过邻近定理得到的结果。
2002-09-16 hep-th quant-ph
Spatial correlations of vacuum fluctuations and the Casimir-Polder potential
我们计算Casimir-Polder分子间势使用最近介绍的有效哈密顿量。我们证明了在真空态中，势可以用两个原子的动力学极化率和电场的等时空间关联来表示。这支持了最近在文献中提出的一个有趣的物理模型，其中的潜在的瞬时原子偶极子诱导和相关的真空涨落之间的经典相互作用获得。此外，所获得的结果表明，这种直观的模型，例如，当外部边界或热场的存在更普遍的有效性。
2003-07-05 quant-ph
On the accuracy of the PFA: analogies between Casimir and electrostatic forces
我们提出了一个概述的邻近力近似（PFA）的有效性在计算卡西米尔力之间的完美导体为不同的几何形状，特别强调在一个平面前的圆柱体的配置。在所有情况下，我们比较精确的数值结果与PFA的，并与渐近展开，包括下一个领导阶校正。我们还讨论了卡西米尔和静电力的结果之间的异同。
2008-12-10 hep-th quant-ph
Temperature Dependence of the Casimir Force for Metals
从平行板间Casimir力的Lifshitz公式出发，我们计算了两种不同设置下的力之差，一种设置下的温度为$T_1=350$ K，另一种设置下的温度为$T_2=300$ K。我们选用金作为材料，利用德鲁德色散关系。我们的结果用图表表示出来，应该可以直接与实验相比较。由于基于等离子体色散关系的类似计算会导致不同的理论力差，因此这种实验将是决定性的测试。我们还提出了一个类似的计算的情况下，当两个板被替换为球板系统，仍然与黄金作为材料在两个机构。假设球体很大，因此邻近定理成立。讨论了与热力学第三定律的一致性和表面阻抗法的有效性。
2003-11-14 hep-ph quant-ph
Temperature-independent Casimir-Polder forces in arbitrary geometries
我们证明了在离任意形状的良导体的非延迟距离处，处于能量本征态的粒子的Casimir-Polder势与环境温度无关。这是真实的，即使在相关的原子跃迁能量的热光子数是大的。得到了与温度无关的势的一个简洁的表达式，它可以大大简化非平凡几何中实验相关系统，如里德伯原子和极性分子的计算。我们给我们的温度无关的结果的有效性的标准。它们说明了一个粒子附近的金球或内的黄金圆柱形腔的数值研究。
2011-06-24 quant-ph
Comparison between experiment and theory for the thermal Casimir force
我们分析了最近测量热卡西米尔力的实验，考虑到可能的背景效应。特别注意的是接近力近似（PFA）的实验数据和计算结果之间的比较中使用的球板几何形状的实验的有效性。PFA的结果进行了比较，与确切的结果，他们是可用的。讨论了在理论-实验比较中使用拟合程序的可能性。在此基础上，我们重新考虑实验利用厘米大小的半径的球面透镜。
2012-02-06 quant-ph
Lateral Casimir force beyond the Proximity Force Approximation
我们认为，适当的变量来研究一个非平凡的几何形状依赖的Casimir力的Casimir力的横向分量，我们评估两个波纹金属板的邻近力近似（PFA）的有效性之外。金属板由等离子体模型描述，等离子体波长、板间距和周期为任意值，周期振幅保持最小长度尺度。我们的分析表明，在现实的实验情况下，接近力近似高估的力量高达30%。
2006-10-10 hep-th quant-ph
Casimir-Lifshitz Interaction between Dielectrics of Arbitrary Geometry: A Dielectric Contrast Perturbation Theory
Dzyaloshinskii、Lifshitz和Pitaevskii提出的电介质中电磁涨落感应相互作用的一般理论，根据（虚）频相关介电函数的空间对比，被改写为微扰理论。该公式可用于计算任意几何形状的电介质物体的Casimir-Lifshitz力，作为电介质对比度的微扰展开，因此可以补充现有的使用几何特征微扰的理论。我们发现，在介电对比度的膨胀重铸所产生的Lifshitz能量到不同的多体贡献的总和。的摄动理论的有效性和收敛性的限制进行了讨论，使用的例子，平行的半无限对象的确切结果是已知的。
2009-07-14 quant-ph
Sonoluminescence and the Dynamical Casimir Effect
许多作者提出，“动态卡西米尔效应”可能是声致发光中气泡坍缩产生可见光光子的原因。以前，我曾在绝热近似下，根据能量的考虑，反对这种观点。这些论点最近得到了范德瓦尔斯和卡西米尔能量之间的等效性的证明。在本说明中，我集中讨论另一种极端的可能性，即“突然近似”的有效性，在这种情况下，泡沫实际上瞬间停止存在。以前的估计，似乎支持的Casimir效应的相关性被证明是没有说服力的，因为它们需要在过小的时间尺度上的宏观变化，涉及在最大半径的气泡的整个体积。
1998-11-19 hep-th quant-ph
Casimir Effects: An Optical Approach I. Foundations and Examples
我们提出了一种新的方法的基础上的Casimir效应的经典射线光学。我们表明，一个非常有用的近似任意形状的光滑导体之间的卡西米尔力可以从知识的光线的路径，起源于这些机构之间的点，并关闭自己。虽然是一种近似方法，但光学方法对于平面物体是精确的，并且令人惊讶地精确和通用。在本文中，我们提出了一个独立的推导我们的近似，讨论其有效性和可能的改进范围，并制定了三个例子详细。结果与最近精确的数值分析的实验有趣的配置的一个球体相对于一个无限的平面是非常一致的。
2004-06-30 hep-th quant-ph
Dynamical Casimir-Polder interaction between an atom and surface plasmons
研究了置于任意材料表面附近的可极化二能级原子在系统参数突变后的Casimir-Polder势随时间的变化。考虑了不同的初始条件。对于一个最初裸露的基态原子，依赖于时间的卡西米尔-波尔德能量揭示了原子是如何被虚拟的、物质辅助的光子“装扮”的。我们还研究了原子和表面之间的Casimir-Polder相互作用的瞬态行为，从部分修饰状态开始，在原子能级结构或过渡偶极子的外部诱导变化后。在介质辅助的电磁场量子化方案中，通过原子和场算符的迭代技术求解海森堡方程。我们特别分析了相互作用能的时间演化如何依赖于表面的光学性质，特别是表面等离子体激元的色散关系。详细讨论了所得结果的物理意义和有效性限度。
2013-12-09 quant-ph
Quantum work distributions associated with the dynamical Casimir effect
研究了三维腔体中电磁场驱动的非平衡过程的功和光子数变化的联合概率分布函数。系统初始处于巨正则平衡态，得到了单共振和多共振条件下的功分布特征函数的解析表达式。我们的研究证明了巨正则系综涨落定理在具有粒子产生和湮灭的非平衡过程中的有效性。此外，我们的工作还表明，在高温极限下，量子化电磁场所做的功接近经典电磁场所做的功;而在低温极限下，量子化电磁场所做的功与经典电磁场所做的功有很大的不同，这与Casimir效应相似.
2019-02-01 quant-ph
Worldline algorithms for Casimir configurations
我们提出了改进的世界线数值算法的Casimir相互作用能量的高精度计算的标量场波动与Dirichlet边界条件的各种Casimir几何形状。通过利用世界线系综的对称性与组态的对称性相结合，可以显著降低数值计算的成本。这有助于在标准PC或小型集群上进行高精度计算。我们说明了我们的策略，使用实验最相关的球板和圆柱板配置。我们计算卡西米尔曲率的影响，在很宽的参数范围内，揭示了紧的有效性界限的常用的邻近力近似（PFA）。我们的结论是，以0.1%的精度为目标的未来实验的数据分析必须不再基于PFA。回顾平行板配置，我们发现之间的映射的D-维Casimir能量和随机链聚合物系综的属性。
2006-05-16 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Magnonic Casimir Effect in Ferrimagnets
量子涨落是量子力学的核心概念。在空间边界条件下，量子场的量子涨落会引起能量零点的移动。这种被称为卡西米尔效应的量子现象，已经吸引了许多超越能量尺度层次的关注，从基本粒子物理学到凝聚态物理以及光子学。然而，Casimir效应在自旋电子学中的应用还没有得到足够的研究，特别是亚铁磁薄膜，尽管钇铁石榴石（YIG）是自旋电子学的最佳平台之一。我们在这里填补这个空白。利用晶格场论研究了绝缘磁体中磁振子的量子场诱导Casimir效应，发现不仅在反铁磁体中，而且在包括YIG薄膜在内的亚铁磁体中也能产生磁振子Casimir效应。我们的研究结果表明，YIG，基于磁振子的自旋电子学的关键成分，也可以作为一个有前途的平台，操纵和利用卡西米尔效应，称为卡西米尔工程。微加工技术可以控制薄膜的厚度，实现磁共振卡西米尔效应的操控。因此，我们铺平了道路的磁卡西米尔工程。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The lateral Casimir force beyond the proximity force approximation: a nontrivial interplay between geometry and quantum vacuum
两个波纹金属板之间的横向Casimir力使得研究几何形状和Casimir效应之间的非平凡相互作用成为可能，这超出了邻近力近似（PFA）的有效性范围。定量评价可以通过使用散射理论在微扰展开有效时，振幅小于其他三个长度尺度：平均分离距离$L$的板，周期$λ_\C$和等离子体波长$λ_¶$。在这个微扰的扩展，评估获得任意相对值的$L$，$λ_\C$和$λ_¶$，而限制的情况下，其中一些已经知道，恢复时，这些值服从一些特定的排序。这些结果与现有的实验比较的后果进行了讨论，在文章的最后。
2007-04-20 hep-th quant-ph
Casimir Energy between a Sinusoidally Corrugated Sphere and a Plate Using Proximity Force Approximation
为了得到正弦波纹球与板之间的Casimir能量，首先利用邻近力近似（PFA）推导了球-板Casimir力。人们可以用散射矩阵法来研究这个问题。尽管这种方法达到了精确的结果，但应用这种形式主义的困难，使程序复杂。我们使用PFA以真正明确的方式实现目的。考虑球具有不同的正弦波纹，我们得到了形变对Casimir相互作用能的影响。我们假设$ a/r \leqslant 0.00755$是PFA的有效性，并且在半径为$r$的球体与板\cite{0601094}的距离最小的情况下，$a$的实验精度目标。对于如此短的距离，有限电导率的影响是不可忽略的。为了减少PFA结果的不准确性，我们还研究了Casimir力的热修正。
2014-04-07 cond-mat.other hep-th quant-ph
Effective Theoretical Approach to Back Reaction of the Dynamical Casimir Effect in 1+1 Dimensions
本文提出了一种用有效理论研究Casimir效应的方法。我们的方法的一个要点是在绝热近似中将镜像分离替换为空间S^1的大小。很自然地，空间S^1的大小与罗伯逊-沃克型度量的标度因子相同。这种替换简化了一类研究Casimir效应的有效模型的构造。为了检验这种替换的有效性，我们构造了一个耦合到二维引力场的标量场模型，并通过变标度因子的有效作用量计算了Casimir效应。我们的有效作用量由镜分离的经典动力学项和由路径积分方法导出的量子修正组成。量子修正自然包含Casimir能量项和动力学Casimir效应的反反应项，后者由共形反常表示。由此产生的有效作用描述了动态真空压力，即，动态卡西米尔力。我们确认，该力取决于相对速度的镜子，它总是有吸引力的，比静态Casimir力的绝热近似。
2000-10-28 gr-qc hep-th quant-ph
The proximity force approximation for the Casimir energy as a derivative expansion
邻近力近似（PFA）已被广泛用作计算小距离光滑物体间Casimir力的工具。尽管直观上容易理解，但通常认为它是一种不受控制的近似。事实上，它的有效性只在特定的例子中进行了测试，通过面对它的预测与下一个领先的顺序（NTLO）校正提取的数值或分析解决方案，而不使用PFA。在这篇文章中，我们表明，PFA及其NTLO校正可以在一个单一的框架内，作为前两项的衍生扩展。为此，我们考虑了Dirichlet条件下真空标量场在光滑曲面上的Casimir能量，该曲面由平面前的函数$ψ$描述。通过把Casimir能量看作是$ψ$的一个泛函，我们证明了PFA是这个泛函的导数展开式中的主导项。我们还得到了相应的NTLO修正的一般形式，它涉及到$ψ$的两个导数。我们表明，通过评估这一修正项的特定几何形状，它正确地再现了已知的修正PFA从精确的评估的能量。
2011-11-07 hep-th quant-ph
Probing the Casimir force with optical tweezers
我们建议使用光镊探测Casimir相互作用的微球内部的液体介质的几何纵横比远远超出了广泛采用的邻近力近似的有效性。这种设置有可能揭示与球面曲率的重要作用相关的前所未有的特征。为了证明概念，我们测量飞秒牛顿的聚苯乙烯微球之间的双层力在距离以上$400$ nm采用非常软的光镊，与刚度的分数的顺序fN/nm。作为一个未来的应用，我们建议调整的Casimir之间的相互作用的金属和聚苯乙烯微球在盐溶液中的吸引力，通过改变盐的浓度排斥。对于这些材料，屏蔽的Casimir相互作用可能比未屏蔽的Casimir相互作用具有更大的幅度。这一系列的研究有可能汇集不同的领域，包括经典和量子光学，统计物理和胶体科学，同时为光镊在细胞和分子生物学中的新的定量应用铺平道路。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Non-Hermitian Casimir effect of magnons
本文将Casimir效应扩展至非厄米磁振子系统，发现随Gilbert阻尼常数增加，非厄米Casimir效应增强，并在阻尼超过临界值时出现由例外点表征的振荡行为，揭示了能量耗散在Casimir工程中的关键作用。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-th
Correlation of energy and free energy for the thermal Casimir force between real metals
研究了实际金属平行平板间热Casimir力作用下脉动电磁场的能量。证明了对于介电常数与温度无关的非耗散介质，非零温度下的能量由零点光子和热光子的（重整化）能量组成。在这种方式下，光子可以被认为是集体元激发的物质的板和电磁场。如果介电常数取决于温度，能量包含与介电常数对温度的导数成比例的附加项，并且波动场的准粒子解释是不可能的。能量和自由能之间的相关性被认为是。以前的计算Casimir能量的框架内的Lifshitz公式在零温度和光学制表数据补充的德鲁德模型在室温下进行了分析。它表明，这个量是不是一个很好的近似的自由能或能量。这个混合量的物理解释建议。讨论了最近文献中关于垂直偏振模的Lifshitz公式的零频率项是否对物理量有有效贡献的矛盾结果。四个主要的方法来解决这个问题的规定。得到了实际金属平板间脉动场熵的精确表达式，为不同方法的选择提供了依据。结论是，由等离子体模型和表面阻抗方法补充的Lifshitz公式最适合描述真实金属之间的热卡西米尔力。
2002-10-31 quant-ph
Effective Hamiltonians in Nonrelativistic Quantum Electrodynamics
本文考虑了在非相对论极限下描述量子电磁场与原子或分子相互作用的二阶有效哈密顿量。我们的程序是有效的，只为离能壳过程，特别是虚拟的过程，如相关的基态能量转移和色散范德华力和Casimir-Polder相互作用，而对能壳过程被排除在外。这些有效的哈密顿量允许相当大的简化计算的辐射能移，色散，和Casimir-Polder相互作用，包括在存在边界条件。它们还可以为所涉及的过程提供清晰的物理见解。我们澄清，有效的哈密顿量的形式取决于所考虑的场态，因此可以得到不同的表达式，它们中的每一个都具有明确的有效性和可能的应用范围。我们还将我们的结果应用到一些具体的情况下，主要是兰姆位移，Casimir-Polder原子表面相互作用，和原子，分子，或一般情况下，极化体之间的色散相互作用。
2021-12-10 quant-ph
Massive Spatial Qubits for Testing Macroscopic Nonclassicality and Casimir Induced Entanglement
本文提出大质量空间量子比特，通过自由演化后的位置测量实现高保真 Pauli 基读取，并用于 Bell 违背检验及 Casimir 诱导的非高斯纠缠生成与认证。
2023-06-06 quant-ph
Non-equilibrium electromagnetic fluctuations: Heat transfer and interactions
处于平衡状态的任意物体之间的卡西米尔力与单个物体的散射有关。我们将这种方法扩展到非平衡情况下的传热和卡西米尔力，其中每个物体和环境都处于不同的温度。形式主义跟踪每个物体的辐射及其被其他物体的散射。本文讨论了圆柱体的辐射，强调了其偏振性质，并得到了球与平板之间的热传递，证明了邻近传递近似在近距离和任意温度下的有效性。
2011-06-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermal quantum field theory and the Casimir interaction between dielectrics
基于热量子场论的松原公式，重新考虑了两块不同厚度介质板之间的Casimir和van der Waals相互作用。我们简要地回顾了在热量子场论的框架下，不使用涨落耗散定理的Lifshitz公式的两个主要推导。一组特殊的条件下，这些推导仍然有效的耗散的存在下，制定。低温行为的Casimir和范德华力之间的相互作用不同的介电常数被发现分析从Lifshitz理论的理想化模型的稀介电常数和真正的介电常数与有限的静态介电常数。在低温下卡西米尔和范德华相互作用的自由能、压力和熵证明了与以前发现的理想金属相同的对温度的普遍依赖性。熵在温度为零时消失，证明了能斯特热定理的正确性。这解决了长期存在的问题的一致性的利弗希茨理论与热力学的情况下，电介质板。得到的渐近表达式进行比较，数值计算的不同和类似的真正的时间和发现是非常好的协议。在介质板的情况下，零频率项的松原和的作用进行了研究。它表明，包括电导率的介电响应模型导致违反能斯特热定理。讨论了这一结果在非接触原子摩擦和实际金属间Casimir相互作用等热点问题中的应用。
2005-10-07 cond-mat.mtrl-sci hep-th quant-ph
Application of the proximity force approximation to gravitational and Yukawa-type forces
我们应用邻近力近似，这是广泛用于计算的Casimir力与非平面边界表面的机构之间，引力和Yukawa型相互作用。结果表明，对于球板位形中的引力，邻近力近似的一般公式是适用的。对于Yukawa型相互作用，我们证明了邻近力近似的一般公式以及球-板和板-板配置之间的简单映射的有效性。因此，最近一些文献中的相反说法是不正确的。我们的结果证明了约束的非牛顿引力的参数先前获得的Casimir压力的间接动态测量。
2009-03-06 quant-ph
Why the laws of physics are just so
一个包含化学的世界是否意味着基本粒子物理学的标准模型和广义相对论都是有效的，至少是有效的理论？本文表明，答案很可能是肯定的。它进一步表明，即使不是物理世界的存在，也可能需要这些理论的有效性。
2002-02-26 quant-ph
Casimir effect for a massive scalar field confined between parallel plates with a spatially varying effective mass
Universidade Federal da Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）
研究平行板间大质量标量场在位置依赖有效质量下的卡西米尔效应，通过求解克莱因 - 戈登方程获精确模式，经量子化和正则化评估真空能量，结果表明两种贡献在不同区域有不同表现，建立了与量子真空现象联系并提供新框架。
2026-09-29 gr-qc hep-th math-ph
Multipole expansion for dispersion forces -- watch this trace
本文从宏观量子电动力学角度重新审视介电表面附近原子的色散力，指出多极展开中无迹假设在四极矩以上并不普遍成立，并证明八极矩的迹对静电区域之外的Casimir-Polder相互作用有贡献。
2025-08-21 physics.atom-ph quant-ph
