Thermal Casimir Effect in the Plane-Sphere Geometry
已知两金属板之间的热Casimir力依赖于材料性质的描述。对于大的分离的耗散德鲁德模型导致的力的一个因素，2比无损等离子体模型。在这里，我们表明，平面球的几何形状，在目前的实验进行，降低这个比例的3/2的一个因素，所揭示的精确的数值和大距离的分析计算。对于完美的反射体，我们发现在中间距离的力和负熵值的热光子的排斥性的贡献。
2009-12-23 quant-ph
Switching the sign of the Casimir force between two PEMC spheres
研究两种不同PEMC材料球体间的Casimir力，发现其符号可通过温度调控，小距离下的排斥力可实现稳定平衡，且球体替代平面会违反零温求和规则。
2024-01-26 quant-ph
Casimir Force between a Dielectric Sphere and a Wall: A Model for Amplification of Vacuum Fluctuations
研究了可极化粒子与反射壁的相互作用。采用宏观的方法，其中平均力计算从麦克斯韦应力张量。一个完美的反射墙和一个球的介电函数所给出的德鲁德模型的特殊情况下进行了详细研究。结果表明，该力可表示为位置的单调衰减函数和振荡件的单调衰减函数之和。在大的分离，振荡片是占主导地位的贡献，是远远大于卡西米尔-波尔德相互作用的限制，球是一个完美的导体。有人认为，这种增强力可以解释在真空波动的频谱。在理想导电球的极限中，在频谱的不同部分之间存在抵消，这在具有频率依赖极化率的球的情况下不再完全发生。对力的振荡分量的大小的估计表明，它可能大到足以被观察到。
1998-10-22 cond-mat hep-th quant-ph
Casimir Interaction Between a Plane and a Sphere: Correction to the Proximity-Force Approximation at Intermediate Temperatures
我们考虑有限温度下平面与半径为$R$的球之间的Casimir相互作用能$T$作为最近接近距离$L$的函数。典型的实验条件使得热波长$λ_T=\hbar c/k_\mathrm{B}T$满足条件$L\ll λ_T\ll R$。我们推导出领先的修正的邻近力近似有效的中间温度，通过开发的散射公式在平面波的基础上。我们的分析结果捕获的球形几何形状和温度的联合效果，并被写入作为温度依赖的对数项的总和。令人惊讶的是，两个对数项产生的松原零频率的贡献。
2021-03-25 quant-ph
On the Casimir repulsion in sphere-plate geometry
考虑了理想导电平面和具有介电常数$\varepsilon$和磁导率$μ$，$μ\ne1$的球的电磁真空能量。重点讨论了由球体的磁导率引起的系统中的Casimir排斥。在完全可渗透球$μ=\infty$的情况下，真空能量的数值估计。短距离和长距离渐近线对应的排斥力和各自的低温修正和高温极限被发现为一个广泛的$μ$。讨论了该系统中Casimir排斥的限制条件。
2013-02-21 hep-th quant-ph
Algebraic derivation of the Energy Eigenvalues for the quantum oscillator defined on the Sphere and the Hyperbolic plane
本文利用 Daskaloyannis 方法和变形准费米子振子，代数推导了球面与双曲平面上量子谐振子的能量本征值，结果与经典解析方法一致，并讨论了两者能谱的定性差异。
2022-08-06 quant-ph
Casimir force between a sphere and a plane: spectral representation formalism
我们开发了一个频谱表示形式主义计算Casimir力在非延迟的限制，一个球形粒子和基板之间，都具有任意的局部介电特性。这种光谱形式主义允许一个做一个系统的研究的力作为一个函数的几何变量分开的介电性能。我们发现，力不遵循一个简单的幂律作为球体和基板之间的分离的函数。因此，非延迟Casimir力增强了几个数量级的球体接近基板，而在大分离的偶极项占主导地位的力量。
2003-12-10 quant-ph
Exact results for classical Casimir interactions: Dirichlet and Drude model in the sphere-sphere and sphere-plane geometry
在整个分离范围内描述卡西米尔相互作用的解析表达式仅限于平面表面。在这里，我们推导出解析表达式的经典或高温限制Casimir相互作用的两个球体（内部和外部配置），包括球平面几何形状作为一个特殊情况下，使用双球坐标。我们考虑Dirichlet边界条件和Drude模型描述的金属边界条件。在短距离，封闭形式的扩展来自于确切的结果，显示出一个复杂的结构的偏差，从常用的接近力近似。
2012-07-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optical levitation of 10 nanogram spheres with nano-$g$ acceleration sensitivity
我们演示了质量范围从0.1到30纳克的SiO $_2$球的光学悬浮。在高真空中，我们观察到，测得的加速度灵敏度提高较大的群众，并获得一个灵敏度为$0.4 \times 10^{-6}\ g/\sqrt{\mathrm{Hz}}$为12毫微克的球体，超过一个数量级比以前报道的光学悬浮群众。此外，这些技术允许较长的积分时间，并且$(-0.7\pm2.4\,[stat] \pm 0.2\,[syst])\times ~ 10^{-9}\,g$的平均加速度以$1.4\times 10^4$ ~s测量。发现大于10~ng的球在高真空中会发生质量损失，在高真空中，由于捕获激光的吸收而产生的加热占主导地位。这种吸收限制了可以悬浮的球体的最大尺寸，并允许测量此处测试的市售球体的捕获光的吸收。由具有较低吸收的材料组成的球体可以允许较大的物体在高真空中光学悬浮。
2018-05-04 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Lens-free Optical Detection of Thermal Motion of a Sub-millimeter Sphere Diamagnetically Levitated in High Vacuum
毫米级或亚毫米级的悬浮振荡器因其在研究各种基础问题和实际应用中的潜在作用而特别引人注目。实现这些目标的关键问题之一是实现振荡器运动的有效测量，而这仍然是一个挑战。在这里，我们从理论上提出了一种无透镜的光学检测方案，它可以用来检测毫米或亚毫米悬浮振荡器的运动与测量效率接近标准量子极限与适度的光功率。我们在实验上证明了这种方案的直径为0.5 mm的微球，是抗磁悬浮在高真空和室温下，和热运动的高精度检测。基于该系统，估计的加速度灵敏度的$9.7 \times 10^{-10}\rm g/\sqrt{Hz}$，这是一个以上的改善由悬浮机械系统的最佳值。由于系统的稳定性，在测量时间为$10^5$ s的情况下达到$3.5\times 10^{-12}\rm g$的最小分辨加速度。这一结果有望在毫米或亚毫米波段奇异相互作用的研究以及小型重力仪和加速度计的实现中具有潜在的应用价值。
2021-05-28 physics.optics quant-ph
Photon localization and vacuum noise in optical measurements
讨论了用光子局域化描述探测和发射。结果表明，光子的平面波的标准表示应进行修改，以考虑到量子发射器和探测器的存在所造成的边界条件。反过来，边界条件的变化导致电磁真空的空间不均匀结构，这导致真空噪声的增加超过在平面光子模型的框架中预测的水平。
2000-07-28 quant-ph
Classical Casimir free energy for two Drude spheres of arbitrary radii: A plane-wave approach
本文导出了任意半径的两个德鲁德球之间Casimir相互作用的高温极限的精确解析表达式。具体来说，我们确定的Casimir自由能通过使用散射的方法在平面波的基础上。在往返扩展中，我们被引导考虑往返的某些分区的组合学。讨论了两个球的Casimir自由能与电容矩阵的关系。以前已知的结果的特殊情况下的球平面几何形状以及两个球的半径相等。确定了两个球之间的小距离的渐近展开式，并给出了系数的解析表达式。
2021-02-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spin squeezing by geometric focusing in vacuum Rabi oscillations
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料中心）；Beijing Key Laboratory of Quantum Devices, Peking University（北京大学量子器件北京市重点实验室）；National Laboratory of Solid State Microstructures and School of Physics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院、现代工程与应用科学协同创新中心）；MIT-Harvard Center for Ultracold Atoms and Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室与MIT-哈佛超冷原子中心）
该研究提出利用真空拉比振荡的布洛赫球几何聚焦产生自旋压缩，最优压缩参数随原子数变化，压缩对耗散鲁棒，以$^{171}$Yb为例验证方案可行性。
2026-09-03 quant-ph
The low temperature corrections to the Casimir force between a sphere and a plane
本文计算了平面前球体自由能的低温修正。首先考虑了服从Dirichet或Neumann边界条件的标量场。其次，研究了电磁场，球是完美的导电和是一个介质球，常数介电常数和等离子体模型的介电常数。
2010-07-16 hep-th quant-ph
Spinor Casimir effect for concentric spherical shells in the global monopole spacetime
在本文中，我们研究了真空极化效应与大量的费米子场由于非平凡的拓扑结构的整体的非平凡的时空和边界条件施加在这个领域。具体来说，我们调查的真空期望值的能量动量张量和费米子凝聚承认字段服从MIT袋边界条件的两个同心球壳。为了发展这种分析，我们使用广义Abel-Plana求和，它允许从真空期望值中提取来自单个球体几何的贡献，并以指数收敛积分的形式呈现第二个球体诱导部分。在强引力场的极限下，描述整体几何中立体角亏损的参数值很小，期望值中的干涉部分被指数抑制。作用在球体上的真空力表示为自作用项和相互作用项之和。由于表面的发散，第一个是发散的，需要额外的重整化，而第二个是有限的，所有非零的距离之间的领域。利用zeta函数重正化技术，计算了球与球之间的Casimir总能量。结果表明，真空能的相互作用部分为负，球与球之间的相互作用力为吸引力。在各种极限情况下的渐近表达式。作为特例，我们讨论了闵可夫斯基时空背景下两球壳的费米真空密度。
2006-05-30 gr-qc hep-th quant-ph
Wightman function and the Casimir effect for a Robin sphere in a constant curvature space
在常负曲率空间背景下，计算了球壳上具有Robin边界条件的标量场的Wightman函数、能量动量张量的平均场平方和真空期望值.对于边界条件中的系数，存在一个临界值，超过该临界值，标量真空变得不稳定。在内部和外部区域，VEV分解为边界自由和球诱导的贡献。对于后者，提供了快速收敛的积分表示。在球内区域，特征值表示为相应Legendre函数及其导数的组合的零点，并利用这些零点上级数的Abel-Plana型求和公式实现分解.球对场平方的VEV的贡献对于Dirichlet边界条件为负，对于Neumann边界条件为正。当距球的距离大于背景空间的曲率尺度时，负曲率空间对应的引力场对真空涨落的抑制比闵可夫斯基体的情况更强。特别地，对于有质量场和无质量场，VEV随距离的衰减都是指数的。相应的结果推广到具有球形泡的空间和具有负曲率空间的宇宙模型。
2014-07-03 gr-qc hep-th quant-ph
Classical Casimir interaction in the plane-sphere geometry
本文研究了高温经典极限下平面球几何中的Casimir相互作用。在这个极限中，需要考虑金属板的有限导电性。对于Drude模型，经典的Casimir相互作用仍然被发现是独立的导电性，使它可以被描述为一个单一的通用功能，仅取决于纵横比$x=L/R$，其中$L$是板间距离和$R$的球半径。这个普遍的功能不同于完美的反射器，原则上是服从实验测试。接近力近似的精确结果的渐近方法似乎与$\ln x$中的多项式展开很好地拟合。
2012-04-13 cond-mat.other quant-ph
Addendum to An update on the classical and quantum harmonic oscillators on the sphere and the hyperbolic plane in polar coordinates
描述球和双曲平面上谐振子的非线性模型的经典和量子解，在最近的一篇论文[Phys.\ Lett. A 379（2015）1589]通过包括等渗项来扩展。
2016-01-06 math-ph math.MP nlin.SI
The Casimir effect in the sphere-plane geometry
我们提出了一个球和一个平面之间的Casimir相互作用的计算，使用多极扩展的散射公式。这种配置使我们能够研究Casimir力对几何形状的非平凡依赖性，以及它与不完全反射和温度效应的相关性。的接近力近似（PFA）的准确性进行了评估，并被证明是由不完美的反射的影响。我们的分析和数值计算结果表明，在环境温度下的曲率，温度，有限的电导率和耗散的影响之间的相互作用丰富多样。
2012-02-15 cond-mat.other quant-ph
Anomalies in electrostatic calibrations for the measurement of the Casimir force in a sphere-plane geometry
我们已经进行了精确的静电校准的球平面几何形状和观察到的异常行为。也就是说，静电信号与距离的标度指数被发现是小于预期的基础上的纯库仑的贡献和残余电位被发现是距离依赖性。我们认为，这些研究结果会影响静电校准的准确性，并邀请重新分析以前的卡西米尔力的测定。
2008-12-01 cond-mat.mtrl-sci hep-ph quant-ph
Sphere on a plane: Two-dimensional scattering from a finite curved region
被有效地限制在二维空间的非相对论性粒子通常可以在曲面上运动，这使得动力学现象超出了标量势甚至矢量规范场所能描述的范围。在这里，我们考虑一个简单的情况下，分段均匀曲率：一个粒子在一个平面上移动的球形挤出。根据球体与平面连接的纬度，挤出的范围可以从极小的凸起到几乎完全接触平面的球体。在这个分段均匀曲率的表面上的自由经典运动遵循独立于速度的测地线，而量子力学散射取决于能量。我们比较经典，半经典和完全量子问题，这都是完全可解的，并显示半经典分析如何解释复杂的量子微分截面在两个经典轨迹之间的干涉：在一个平面上的球体作为一种双缝。
2022-08-13 math-ph math.MP physics.class-ph
Entanglement Spheres and a UV-IR connection in Effective Field Theories
我们表明，长距离量子关联探测短距离物理。两个不相交的区域的晶格化，无质量标量场真空的数值证明，成为可分离的负球，这在连续极限延伸到无穷远的距离。该量子相干体积的大小由相同区域中支持的最高动量模式确定，每个区域的直径为$d$。更一般地说，有效场论（EFT），描述了一个系统，直到一个给定的动量尺度$Λ$，预计共享这个功能-纠缠区域之间的真空取决于紫外线完成超过一个分离成比例的$Λ$。通过扩展到三维的计算，纠缠对EFT（晶格或其他）中的UV物理变得敏感的负性的大小被确定为$\sim e^{-Λd}$，与空间维度的数量无关。得出的结论是，两个区域的真空纠缠在增加的分离依赖于结构的理论在增加的动量尺度。这一现象在微扰QCD过程中可能很明显。
2021-08-28 hep-lat hep-ph hep-th
An update on the classical and quantum harmonic oscillators on the sphere and the hyperbolic plane in polar coordinates
在极坐标系下，给出了描述球和双曲平面上谐振子的非线性模型的经典解的一个简单推导。这些解决方案，然后与那些在卡尔加里坐标，其形式是以前猜测。此外，还识别了进入相应量子模型束缚态径向波函数的经典正交多项式的性质。
2015-05-08 math-ph math.MP nlin.SI
On electrostatic and Casimir force measurements between conducting surfaces in a sphere-plane configuration
我们报告的测量力作用在两个导电表面之间的球平面配置在35 nm-1微米的分离范围。通过执行静电校准，然后减去静电相关的分量后进行残差分析，获得测量结果。我们发现在所有运行的最佳拟合的校准指数小于一个理想的球平面几何形状的静电预测。我们还发现，所需的外部偏置电位，以尽量减少静电的贡献取决于球平面的距离。尽管有这些异常，通过实施一个参数化相关的静电贡献的减法，我们已经找到了证据，短距离吸引力的大小相媲美的预期卡西米尔-Lifshitz力。最后，我们讨论的相关性，我们的研究结果在更一般的上下文中的Casimir-Lifshitz力测量，特别是关于所涉及的表面的电气和几何特征的关键问题。
2008-12-01 cond-mat.mtrl-sci hep-ph quant-ph
Plane density of induced vacuum charge in a supercritical Coulomb potential
在坐标空间中，得到了强库仑势下平面感应真空电荷密度的表达式。治疗是基于自伴扩展的方法来构建的格林函数的带电费米子在这个潜在的。计算和分析了亚临界和超临界库仑势下无质量和有质量费米子的真空感生电荷密度。所获得的真空电荷密度的行为进行了研究，在长距离和短距离的库仑中心。感应真空电荷具有屏蔽符号。简要讨论了石墨烯中库仑杂质的筛选。我们计算了在超临界库仑势中由于所谓的真实真空极化而获得量子电动力学真空的真实真空极化电荷密度。结果表明，在有质量和无质量的情况下，真空电荷密度有本质的不同。我们希望我们的结果可以，作为一个原则问题，在石墨烯与超临界库仑杂质进行测试。
2016-04-05 hep-ph hep-th quant-ph
Probing Non-classicality of Primordial Gravitational Waves and Magnetic Field Through Quantum Poincare Sphere
宇宙被认为起源于一个量子态。然而，定义可测量的量的量子性质在目前的宇宙中最近获得了兴趣。在这篇论文中，我们提出了一个量子庞加莱球作为一个可观测的量，它可以暗示原始引力波和大尺度磁场的量子性。庞加莱球是根据与这些场的偏振相关的量子斯托克斯算符定义的，可以直接测量。进一步研究了初始非BD真空对原初引力波和磁场的功率谱和压缩参数的影响。我们发现，初始的非BD真空增加了压缩参数的值，正如预期的那样，在膨胀结束时，这进一步提高了测量所考虑的领域的量子化的可能性。为了支持我们的结果，我们进一步探讨了可能的贝尔破坏测试的一组广义赝自旋算子定义在这些领域的极化空间。
2022-10-22 gr-qc hep-th quant-ph
Spontaneous absorption of an accelerated hydrogen atom near a conducting plane in vacuum
在多极耦合方案下，研究了均匀加速的多能级氢原子与导电边界附近量子电磁场的相互作用，分别计算了真空涨落和辐射反应对原子平均能量变化率的贡献.结果表明，真空涨落和辐射反应对基态原子稳定性的贡献之间的完美平衡被打破，使得在具有导电边界的真空中基态原子自发跃迁到激发态成为可能.边界诱导贡献实际上是一种非热修正，它增强或减弱了无界情况下已经存在的非热效应，从而可能使该效应更容易观察。值得注意的一个有趣的特点是，非热修正可能会消失的原子在某些特定的轨迹。
2006-08-23 gr-qc hep-th quant-ph
Scalar Casimir effect between Dirichlet spheres or a plate and a sphere
我们提出了一个简单的形式主义的Casimir能量的两个领域和一个领域和一个平面的评估，在标量波动场的情况下，在任何分离有效。我们比较精确的结果与各种近似方案，并建立当这些计划变得有用。形式主义可以很容易地扩展到任何数量的球体和/或平面在三个或任意的维度，与各种边界条件或非重叠的潜力/非理想的反射。
2006-01-13 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Abnormal Quantum Gravity Effect: Experimental Scheme with Superfluid Helium Sphere and Applications to Accelerating Universe
从引力起源于物质与真空之间的耦合和热平衡的一般假设出发，通过对牛顿引力定律的推导和对经典物体间引力相互作用的解释，考虑了波包在宏观尺度上离域的粒子的宏观量子引力效应.在这项工作中，我们预测一个异常的排斥引力效应。对于充满超流氦的球，在球内放置重力仪，利用重力加速度$Δg/g$低于$10^{-8}$的灵敏度可以检验反常量子引力效应，满足现有的原子干涉仪、自由落体绝对重力仪和超导重力仪的实验技术要求。我们进一步提出了一个包含引力量子效应的自洽场方程。作为这个场方程的一个应用，我们给出了由于暗能量而加速的宇宙的一个简单解释。基于暗能量起源于物质与真空耦合产生的真空激发的量子引力效应的观点，在不引入任何拟合参数的情况下，计算出暗能量密度与物质（包括暗物质）密度之比为2.2，这与各种天文观测结果的7/3定量吻合。
2018-12-04 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
