Repulsive Casimir forces with finite-thickness slabs
利用推广的Lifshitz理论研究了有限厚度有效介质板间Casimir力的行为。我们首先研究了半无限大Drude金属与有衬底和无衬底的有限厚度磁性平板之间的相互作用。对于没有基板，大距离$d$依赖的力是排斥性的，并作为$1/d^5$ ;对于德鲁德金属基板，一个稳定的平衡点出现在一个中间的距离，可以通过调整板的厚度。然后，我们研究了两个相同的手征超材料板之间的相互作用与无基板。对于没有基板，有限厚度的平板$D$不影响显着的排斥力的字符在短距离，而在大距离的吸引力字符变得较弱，并表现为$1/d^6$ ;德鲁德金属基板，有限厚度的平板$D$不影响排斥力太多，在短距离，直到$D=0.05λ_0$。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Weak and Repulsive Casimir Force in Piston Geometries
本文半经典地研究了类活塞几何中的Casimir力。作用在活塞上的力是有限的和物理的，但是对于领先的半经典近似，它强烈地依赖于周围空腔的形状。而这个力是吸引的活塞在平行六面体与平坦的气缸盖，其中的半经典近似的周期轨道是准确的，这种近似的活塞上的力为一个半圆柱形的头部消失，并成为排斥的圆柱截面与半球形的头部。在领先的半经典近似中，力的符号与活塞与其壳体之间的短周期轨道的广义Maslov指数有关。
2007-05-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Renormalization Group Approach to Casimir Effect and the Attractive and Repulsive Forces in Substance
物质的电磁性由电容率（介电常数）和磁导率（磁导率）来表征。它们有效地描述了物质属性{ \it}。我们提出了一种{ \it几何}方法，给出了一些模型，其中两个量是几何定义的。（广义）路径积分考虑了微观动力学（例如偶极-偶极相互作用）引起的波动。解释了由三个介电常数不同的区域组成的材料的自由能公式（Lifshitz 1954）。Casimir能量是由一个新的正则化使用的路径积分。吸引力或排斥力由{ \it重整化基团} $β$ -函数的符号决定。
2012-09-01 cond-mat.mes-hall hep-th
Casimir attractive-repulsive transition in MEMS
由于色散（范德华力或卡西米尔力）导致的微机械和纳米机械（NEMS/MEMS）系统中的不需要的静摩擦是制造具有这些长度尺度上的移动部件的系统的显著障碍。在物体之间的间隙中引入适当的介电液体之前已经证明使色散力排斥，或者甚至作为分离的函数切换符号。利用最近可用的介电常数的数据计算我们表明，这样一个显着的非单调Casimir力，从吸引力到排斥力的分离增加，实际上可以观察到在系统中的组成材料是在标准的NEMS/MEMS使用不需要特殊或外来的材料。迄今为止，还没有测量到这种非单调行为。我们计算的力之间的二氧化硅球和一个平面的氧化锌或氧化铝，这两种材料是最突出的实际微电子和微光学器件。我们的研究结果解释了需要高度准确的介电常数函数的材料所涉及的频率从光学到远红外频率。Casimir相互作用的仔细分析，我们展示了如何在相互作用的符号的变化可以理解为一个给定的设置中涉及的三种介质的介电函数的多个交叉的结果。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Enhanced repulsive Casimir forces between gold and thin magnetodielectric plates
本研究计算金属与磁性板间的排斥卡西米尔力，探究板厚、低频电磁参数及温度的调控作用，发现薄磁板满足μ(0)≥ε(0)时存在排斥力，可实现亚微米间距排斥，有望用现有高分辨率技术测量。
2023-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Beyond Attraction: A Novel Approach to Repulsive Casimir-Lifshitz Forces using heterogeneous off-stoichiometry in gapped metals
Universita degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）；Centre of Excellence ENSEMBLE3（ENSEMBLE3卓越中心）；University of Warsaw（华沙大学）；Qingyuan Innovation Laboratory
本研究通过调节液体环境，利用异质非配比性在有隙金属中实现 Casimir-Lifshitz 力的吸引-排斥转换，并在液体介质中实现量子悬浮。
2026-02-16 cond-mat.mes-hall
Repulsive Casimir Effect with Chern insulators
我们从理论上预言，只要表征两个Chern绝缘体板的Chern数的符号相反（相等），真空中两个Chern绝缘体板之间的Casimir力在长距离上可以是排斥（吸引）的.该系统的一个独特的特点是，可以简单地通过翻转其中一个板或通过静电掺杂来调整力的符号。我们计算并考虑了板的全光学响应，并认为这种排斥是这些系统的普遍现象，因为它依赖于量子化的零频率霍尔电导率。我们表明，实现排斥是可能的，与铬掺杂的（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$，最近被发现是陈绝缘体量子化霍尔电导率的薄膜。
2013-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Attractive and repulsive fluctuation-induced pressure in peptide films deposited on semiconductor substrates
我们考虑了在GaAs、Ge和ZnS衬底上沉积的肽薄膜中的涨落诱导（Casimir）压力，这些衬底是介电态或金属态的。Casimir压力的计算是在基本Lifshitz理论的框架内进行的，采用所有相关材料的频率依赖的介电常数。半导体衬底的导电性被考虑在内的实验和物理一致的方法。根据我们的结果，Casimir压力在一定的薄膜厚度的肽薄膜沉积在介电型半导体衬底上为零，是排斥较薄的和较厚的膜吸引。这种效果上的水在膜中的分数和半导体衬底上的静态介电常数的依赖性被确定。对于金属型半导体衬底，肽涂层中的Casimir压力被证明总是排斥的。这些结果的可能应用的问题，在微器件中的薄涂层的稳定性进行了讨论。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall
Casimir Force in Non-Planar Geometric Configurations
本文研究了非平面几何构型的电荷中性理想导体的Casimir力。这些构型是：（1）板-半球，（2）半球-半球和（3）球壳。由此产生的卡西米尔力，这些物理安排已被发现是有吸引力的。Boyer在球壳上发现的Casimir排斥力是一种特殊情况，它要求球具有严格的材料性质，以及球内外波模的特定边界条件。最后讨论了球的玻耶Casimir斥力的判定准则。
2004-08-06 cond-mat.mes-hall
Fundamental limits to attractive and repulsive Casimir--Polder forces
利用麦克斯韦方程组的代数性质，导出了真空中各向异性偶极体与宏观体之间Casimir-Polder力的上、下界.这些界限只需要一个粗略的表征系统-宏观物体的材料组成，偶极子的极化率，以及两个物体之间的任何方便的分区-以涵盖所有的结构可能性。我们发现，有吸引力的Casimir-Polder力之间的极化偶极子和均匀的平面半无限体介质总是在10%的下限，这意味着纳米结构是有限的使用，以增加吸引力。相反，即使对于各向同性偶极子，也观察到排斥的可能性，并且通常发现其比任何已知的设计大几个数量级，包括最近预测的涉及具有尖锐边缘的导体的几何形状。我们的研究结果有分歧的表面设计陷阱，暂停，或吸附超冷气体。
2019-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Repulsive Casimir interaction: Boyer oscillators at nanoscale
研究了温度对理想可渗透和理想可极化平板{ \it in vacuum}之间的Casimir排斥相互作用的影响。在小间距或低温下，电磁场的量子涨落对相互作用起主要作用，而在大间距或高温下，相互作用由场的经典热涨落主导。在中间分离或有限温度下，量子涨落和热涨落都有贡献。对于有限温度下两个理想导体之间的无限导磁板组成的系统，如果无限导磁板位于腔体的中间，我们确定了一个{ \it稳定的力学平衡}状态.对于小位移，该{ \it Boyer振荡器}的回复力在与平衡位置的偏差中是线性的，具有与两个导电板之间的间隔成反比的弹性常数和与温度成线性的弹簧常数。此外，这种振荡器的阵列呈现出理想的爱因斯坦晶体，其显示出其外边界之间的波动力，该波动力源于波耶振荡器的位移波动。
2015-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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 interactions between two parallel graphene sheets carrying steady-state drift currents
University of South Florida（南佛罗里达大学）
本研究探讨了石墨烯片间因稳态漂移电流引起的Casimir相互作用，发现漂移电流导致垂直方向的排斥修正和横向力，影响Casimir力的调控。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photon Generation from Quantum Vacuum using a Josephson Metamaterial
当系统的欧拉-拉格朗日运动方程中的一个参数被调制时，粒子可以从量子真空中产生。这种现象被称为动态卡西米尔效应，并且最近在超导电路系统中通过实验实现，例如通过使用由共面波导制成的调制谐振器或形成约瑟夫森超材料的超导量子干涉器件（SQUID）阵列。在本文中，我们考虑一个简单的电路模型的动态Casimir效应，由一个LC谐振器，与外部调制在10.8 GHz的电感器和谐振频率可调的范围为$\pm$ 400 MHz的5.4 GHz左右。电路分析经典使用电路仿真器（APLAC）。我们证明，如果一个额外的源的经典噪声耦合到谐振腔（量子真空的顶部），例如通过耗散的“内部模式”，然后在腔中的光子的光谱将呈现两个强烈的不对称分支。然而，根据动态卡西米尔效应的理论，这些分支应该是对称的，我们的实验数据证实了这一预测。因此，这里给出的模拟表明，在我们的约瑟夫森超材料实验中产生的光子的起源是量子真空，而不是一个虚假的经典噪声源。
2014-01-30 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
On the (im)possibility of Casimir repulsion between Chern-Simons surfaces
我们批判性地审查的可能性进行陈-西蒙斯表面电磁场的行动之间的排斥Casimir相互作用的材料。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Nonresonant Casimir-Polder repulsion with a monolayer topological insulator
本文研究单层拓扑绝缘体附近二能级原子所受非共振 Casimir-Polder 力，发现其在远场特定范围内可表现为排斥力，并以激光照射锡烯为例分析了电导率色散对力行为的影响。
2025-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Casimir Effect for Massless Fermions in One Dimension: A Force Operator Approach
我们用力算符方法计算了一维无质量狄拉克费米子背景中两个短程散射体之间的Casimir相互作用。我们得到了两个有限宽正方形势垒之间的相互作用力，并在宽度为零、势强为无穷大的情况下研究了费米子介导的Casimir力。对于散射体相同的情况，我们恢复了传统的吸引一维Casimir力。对于一般的问题与不等价的散射体，我们发现，这种力的大小和符号取决于两个散射势的相对旋量极化，可以调谐到一个有吸引力的，排斥的，或补偿零Casimir相互作用。
2008-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Casimir-Polder interaction between an atom and a Chern insulator: topological signature and long-range repulsion
本研究探究原子与陈绝缘体的卡西米尔-波尔德相互作用，发现负陈数陈绝缘体附近的右旋圆偏振原子在不同间距下分别表现出排斥力和带拓扑特征的吸引力，揭示了拓扑物态对原子间相互作用的调控效应。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Quantum-geometric bounds on Casimir repulsion
Donostia International Physics Center（多诺西亚国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）
本文推导二维板间卡西米尔力的量子几何界限，发现饱和几何界限的平坦陈带可扩大卡西米尔排斥窗口，为观测排斥提出新优化策略。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
From Dirac surface response to Casimir forces in Bumblebee-CFJ electrodynamics
Centro de Matemática, Computação e Cognição (CMCC), Universidade Federal do ABC (UFABC)（ABC联邦大学认知计算数学中心）
本文研究平面大质量狄拉克材料与洛伦兹破缺Bumblebee-CFJ矢量场间的卡西米尔力，发现排斥源于CFJ引起的TE-TM模混合及空间色散，且狄拉克质量抑制相互作用，CFJ参数调控吸引/排斥转变。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall hep-th
Oscillating Casimir force between impurities in one-dimensional Fermi liquids
研究了排斥性一维费米液体中两局域杂质的玻色化相互作用。在先前的论文[Phys.Rev.A72，023616（2005）]中，表明在远大于粒子间间距的距离处，杂质通过由底层量子液体的零声声子介导的卡西米尔型力相互作用。在这里，我们扩展这些结果，并表明这种卡西米尔相互作用的强度和符号敏感地依赖于杂质分离。Casimir相互作用中的这些振荡与Friedel振荡具有相同的周期。它们的最大值对应于由杂质分离调谐的隧穿共振。
2007-02-13 cond-mat.mes-hall
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
Quantized Casimir Force
研究了在强垂直磁场作用下二维电子系统的量子霍尔效应。在大的间隔（d）极限下，延迟效应是必不可少的，我们发现：i）卡西米尔力以3 \hbar c α^2/（8π^2 d^4）为单位量子化; ii）对于具有相同类型载流子的反射镜，卡西米尔力是排斥力，而对于具有相反类型载流子的反射镜，卡西米尔力是吸引力。因此，卡西米尔力的符号在双极材料如石墨烯中是电可调的。当一个反射镜是处于填充因子ν=0量子霍尔态的电荷中性石墨烯系统时，卡西米尔力被抑制。
2012-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Measurement of non-monotonic Casimir forces between silicon nanostructures
卡西米尔力是一种基本的力，因为它们起源于电磁场的量子涨落。除了通过材料的光学性质来控制卡西米尔力之外，已经提出了许多新颖的几何形状来在由真空间隙分离的物体之间产生排斥和/或非单调的卡西米尔力。然而，这些几何形状的实验实现受到阻碍的困难，在对齐时的机构被带到非常接近。在这里，使用集成了力传感器和致动器的片上平台，我们规避了对准问题，并测量了两个具有纳米级突起的表面之间的卡西米尔力。我们证明了Casimir力非单调地依赖于位移。在某些位移下，卡西米尔力导致纳米机械弹簧的有效硬化。我们的研究结果铺平了道路，利用纳米机械系统中的卡西米尔力的复杂和非常规形状的结构。
2017-01-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir-Polder interaction between an atom and a conducting wall in cosmic string spacetime
在垂直于壁的宇宙弦几何中，对可极化微粒和导电壁的Casimir-Polder相互作用势进行了计算。一般情况下的各向异性极化率张量的微粒。相应的力是壁微粒子和宇宙弦微粒子距离的函数。根据极化率张量主轴的方向，力可以是吸引力或排斥力。研究了Casimir-Polder势在大间距和小间距下的渐近行为。我们证明了锥形缺陷可以用来控制Casimir-Polder力的强度和符号。
2012-05-31 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall gr-qc
