Nonperturbative Casimir effect and monopoles: compact Abelian gauge theory in two spatial dimensions
我们证明了与量子真空零点涨落相关的Casimir力可能会受到动力学拓扑缺陷的影响。为了说明这种非微扰效应，我们研究了在一个紧凑的阿贝尔规范理论制定在两个空间维度的电介质线之间的Casimir相互作用。该模型具有拓扑缺陷，瞬子状单极子，这是已知的负责非微扰产生的质量间隙和带电探针的线性限制。尽管该模型没有物质场，但Casimir能量依赖于规范耦合常数的值。我们表明，无论是分析和数值，在强耦合制度的阿贝尔单极使卡西米尔力短程。同时，它们的存在增加了导线之间的相互作用强度，在短距离为一定范围的值的规范耦合。与导线外部的密度相比，导线抑制了它们之间的空间中的电子密度。在弱耦合区，磁单极子变稀，Casimir势降低到一个已知的理论结果，它不依赖于规范耦合。
2017-03-06 cond-mat.stat-mech hep-lat quant-ph
Resource Letter VWCPF-1: Van der Waals and Casimir-Polder forces
这封资源信提供了一个关于范德华力和卡西米尔-波尔德力的文献指南。期刊文章，书籍和其他文件被引用以下主题：原子或分子之间的范德华力、延迟色散力或Casimir-Polder力、分子与电介质或导电体之间的Casimir-Polder力、导致导电体与电介质体之间的Casimir和Lifshitz力的Casimir-Polder力的总和、Casimir摩擦、纳米技术的应用，量子真空的性质，以及卡西米尔和卡西米尔-波尔德和范德华力理论的实验测试。
2011-03-12 cond-mat.other hep-th quant-ph
Searching Repulsive Casimir Forces Between Magneto-Electric Materials
该研究计算磁电材料间的 Casimir 力，构建由对称性破缺诱导的力符号相图，并分析其随物体间距的变化，以揭示宇称与时间反演对称性对排斥性 Casimir 力的调控作用。
2025-09-28 quant-ph
Quantum Spring from the Casimir Effect
卡西米尔效应不仅出现在物质边界的存在下，而且出现在具有非平凡拓扑的空间中。在本文中，我们选择了平坦的$(D+1)$维时空的拓扑结构，它导致了厄米无质量标量场的螺旋边界条件。特别地，利用zeta函数技术，在二维和三维空间中研究了螺旋边界条件下无质量标量场的Casimir效应。平行于螺旋轴的卡西米尔力的行为非常类似于弹簧上的力，当螺距与螺旋周长的比值$r$很小时，弹簧上的力遵守胡克定律，但在这种情况下，力来自量子效应，所以我们想称之为\textit{quantum spring}。当$r$很大时，这个力的行为就像牛顿的万有引力定律的主导顺序。另一方面，垂直于轴的力随着比率$r$的增加而单调减小。这两种力都是吸引力，它们的行为在二维和三维中是相同的。
2010-07-13 hep-ph hep-th quant-ph
Demonstration of the asymmetric lateral Casimir force between corrugated surfaces in the nonadditive regime
在非加性条件下，测量了两个正弦波纹Au涂层表面之间的横向Casimir力。使用更深的波纹也允许展示横向卡西米尔力的相位依赖性的不对称性，如前所述。测量数据被发现是在良好的协议与精确的理论计算结果在T=300 K，包括实际材料性能的影响。精确理论和邻近力近似之间的偏差被量化。所获得的结果是局部的纳米机器中的应用。
2009-09-11 cond-mat.other 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
Repulsive Casimir force between Weyl semimetals
外尔半金属是一类由于时间反演对称性破缺而表现出体霍尔效应的拓扑材料。我们证明了在理想半无限情形下，两个相同的Weyl半金属之间的Casimir力在短程是排斥的，在长程是吸引的。考虑有限厚度的板，我们可以减小长程吸引力的大小，甚至当足够薄时，使其对所有距离都是排斥的。在薄膜的限制，我们研究了一个有吸引力的卡西米尔力在较短的距离，由于纵向导电性的外观。磁场、厚度和化学势为这种效应提供了可调的节点，控制着卡西米尔力：它是吸引力还是排斥力、效应的大小、陷阱和反陷阱的位置和存在。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exact Casimir-Polder potential between a particle and an ideal metal cylindrical shell and the proximity force approximation
本文用格林函数方法导出了理想金属圆柱壳内可极化微粒的Casimir-Polder势。本文重新推导并证实了最近用哈密顿方法得到的壳层外粒子的Casimir-Polder势。精确的量子场理论的结果进行了比较，得到使用邻近力近似和一个非常好的协议证明在分离低于0.1 $R$，其中$R$是圆柱体的半径。所发展的方法适用于拓扑缺陷理论。
2011-03-21 hep-th quant-ph
The Casimir Effect in Relativistic Quantum Field Theories
我们回顾了卡西米尔效应的最新进展，这种效应产生于受物质边界限制的量子化体积和具有非欧几里德拓扑结构的空间。我们的讨论的出发点是新的精确解的电磁卡西米尔力的配置上的一个圆柱板。同时考虑了球板结构中Casimir标量效应的相关工作，并讨论了邻近力定理的适用范围。接下来，我们考虑测量金属之间以及金属和半导体之间的卡西米尔力的新实验。详细分析了实际金属间热Casimir力理论所涉及的复杂问题。目前的情况下，关于不同的理论方法来解决这个问题进行了总结。我们得出结论，新的约束非牛顿引力使用最新的卡西米尔力测量的结果，并比较它们与约束，从最近的引力实验。
2007-02-06 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Lateral Casimir-Polder force with corrugated surfaces
我们导出了作用在波纹表面上的基态原子上的横向Casimir-Polder力，其振幅达到一阶。我们的计算是基于散射的方法，它考虑到非镜面反射和偏振混合的电磁量子涨落撞击实际材料。我们比较了我们的一阶精确结果与两种常用的近似方法。我们发现，邻近力近似（大波长）高估了横向力，而成对求和的方法低估了它由于色散力的非加性。我们认为，冷原子偶极横向振荡的频移测量可以提供一个引人注目的演示非平凡的几何效应的量子真空。
2007-10-29 quant-ph
Non-analytic behavior of the Casimir force across a Lifshitz transition in a spin-orbit coupled material
我们提出Casimir效应作为观察电子系统中Lifshitz跃迁的一般方法。这个概念被证明与平面自旋轨道耦合半导体在磁场。我们计算了两个这样的半导体之间的卡西米尔力和半导体和金属之间的塞曼分裂的函数。塞曼场导致费米口袋在半导体中形成或崩溃通过调整系统通过拓扑Lifshitz转变。我们发现Casimir力在过渡点处经历了一个扭结，并且在过渡的两侧有明显不同的行为。最简单的实验实现所提出的效果将涉及一个金属涂层的球悬挂在一个微型悬臂上方的一层薄薄的锑化铟（或另一个半导体与大$g$ -因素）。数值估计，并表明，效果是在实验范围内。
2013-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir Force Phase Transitions in the Graphene Family
卡西米尔力是由任何类型的物体之间的电磁量子涨落引起的普遍相互作用。通过添加硅烯、锗烯和锡烯（Si、Ge和Sn的2D同素异形体）来扩展石墨烯家族，使其本身成为在这种无处不在的相互作用中探索蜂窝交错系统中的Dirac类物理的平台。我们发现Casimir力相变这些交错的二维材料之间的狄拉克物理，自旋轨道耦合，和外部施加的字段之间的复杂的相互作用引起的。特别是，我们发现，相互作用能经历不同的幂律距离衰减，幅度和依赖于特征物理常数。此外，由于这些材料的拓扑性质，排斥和量子化的Casimir相互作用成为可能。
2017-01-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Significance of the Casimir force and surface roughness for actuation dynamics of MEMS
使用测量的光学响应和表面粗糙度地形作为输入，我们进行现实的计算的Casimir和静电力的微机电系统（MEMS）的驱动动力学的综合影响。与预期相反，粗糙度可以影响MEMS动力学，即使在身体之间的距离显着大于均方根粗糙度。这种效应与统计学上罕见的高粗糙度相关，这些粗糙度可能局部靠近接触点。据发现，即使表面粗糙度似乎有一个稳定的平衡的可用性的不利影响，它确保这些平衡可以更容易地达到比在平坦表面的情况下。因此，我们的研究结果对振动传感器，开关和其他相关的MEM架构等微器件的稳定性发挥了主要作用，这些微器件的工作距离低于100 nm。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Reply to "Comment on 'Anomalies in electrostatic calibrations for the measurement of the Casimir force in a sphere-plane geometry'"
在最近的评论中，Decca等人[Phys. Rev. A 79，026101（2009）; arXiv：0809.3576]讨论了我们最近在Phys. Rev. A 78，036102（R）（2008）; arXiv：0812.0028中报告的异常的起源。在这里，我们重申我们的观点，证实了他们的考虑，定量的几何和静电特性的导电表面（一个主题没有明确讨论的文献，直到最近）是至关重要的评估的精度和准确性的Casimir力的演示和推导有意义的限制存在的Yukawian组件可能叠加到牛顿引力相互作用。
2009-03-05 cond-mat.mtrl-sci hep-ph quant-ph
Casimir energy and force induced by an impenetrable flux tube of finite radius
一个完美的反射（Dirichlet）边界条件在一个不可穿透的磁通量携带管的非零横向尺寸的边缘施加在带电的大质量标量物质场，这是量化的管外。我们表明，真空管外的极化效应引起的宏观力作用在管半径的增加（如果磁通量保持稳定）。卡西米尔能量和力在磁通量的值上是周期性的，与时空曲率标量的耦合无关。我们的结论是，涡旋型拓扑缺陷只能破坏那些质量远小于自发对称性破缺尺度的量子场的真空。
2013-12-13 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Fluctuation-induced forces on an atom near a photonic topological material
本文从理论上研究了在一般电磁环境中任意初态原子上的Casimir-Polder力，其中材料可能具有非互易的双各向异性色散响应。结果表明，在马尔可夫近似下的力有共振和非共振的贡献。我们得到明确的表达光学力的系统格林函数和电磁模式。我们将该理论应用到特定的情况下，其中一个两级系统与拓扑gyrotropic材料相互作用，表明非互易性，使异国情调的光-物质相互作用和机会，雕刻和调整的Casimir-波尔德力的纳米尺度。在准静态近似下，我们得到了一个简单的解析表达式，揭示了表面等离子体激元在涨落诱导力中的重要作用。最后，我们推导出的格林函数的回转材料半空间的索末菲积分。
2018-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Control of the Casimir force by the modification of dielectric properties with light
利用光脉冲对镀金球与单晶硅膜之间的Casimir力进行了实验验证。特别设计和制造的硅膜照射514 nm的激光脉冲的5毫秒宽度在高真空导致的电荷载流子密度的变化。在激光辐射的存在和不存在下的卡西米尔力的差异通过原子力显微镜测量作为在不同功率的吸收光下的分离的函数。在不同的测量中，在100 nm的间隔处测量的力差的总实验误差从10%到20%不等。实验结果进行了比较与理论计算使用Lifshitz理论在零和实验室温度。当光入射时，主要由载流子浓度的不确定性确定的总理论误差在小于140 nm的分离处约为14%。在实验室温度下，实验数据与Lifshitz理论是一致的，如果静态介电常数的高电阻率的Si在没有光被假定为是有限的。如果直流电导率的高电阻率硅在没有光的情况下被纳入模型的介电响应，在非零温度的Lifshitz理论被证明是实验不一致的95%的置信度。通过电荷载流子密度的变化来修改卡西米尔力的现象是Lifshitz理论在从纳米技术和凝聚态物理到基本相互作用理论的领域中对实际材料的应用的主题。
2007-07-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Measurement of the Casimir Force between 0.2 and 8 mum: Experimental Procedures and Comparison with Theory
我们目前的结果之间的差分Casimir力的测定Au涂层蓝宝石球体和Au涂层深硅沟槽的顶部和底部进行的微机械扭转振荡器的分离范围从0.2到8 $\upmu$ m。在95%的置信水平下确定测得的力信号中的随机误差和系统误差，并将其合并到总的实验误差中。表面粗糙度和边缘效应的作用进行了研究，并显示是可以忽略的小。通过开尔文探针显微镜表征斑块电位的分布，得到斑块的典型大小的估计，相应的r.m.s.电压及其对测量力的影响。在没有拟合参数的情况下，将实验结果与理论进行了比较。为此目的，Casimir力的球板几何形状的量子电动力学的第一原理的基础上，使用散射理论和梯度展开独立计算。在这样做时，频率依赖性的介电常数的Au被发现从光学数据外推到零频率的等离子体和Drude模型的装置。结果表明，在0.2 ~ 4.8~ $\upmu$ m的分离范围内，测量结果不包括Drude模型的外推，而等离子体模型的外推在整个测量范围内都是实验一致的。所获得的结果进行了讨论。
2021-04-08 cond-mat.other quant-ph
Fermionic condensate and Casimir densities in the presence of compact dimensions with applications to nanotubes
本文研究了在两平行板几何中，在具有任意数量的超环面紧化空间维数的Minkowski时空背景下，在一个常规范场存在下，有质量费米子场的费米子凝聚和能量动量张量的真空期望值.袋边界条件施加在板和周期性条件与任意阶段被认为是沿紧凑的尺寸。费米子凝聚中的边界诱导部分和真空能量密度都是负的，与周期性条件下的相位和规范势的大小无关。因此，板之间的相互作用力总是吸引的。然而，在量子场被限制在板之间区域的物理情况下，纯拓扑部分也有贡献，然后所产生的力可以是吸引力或排斥力，这取决于沿着紧凑维度的周期性条件中编码的特定相位，也取决于规范势。圆柱形碳纳米管的一般公式的应用被认为是，在一个Dirac-like理论的框架内，在石墨烯的电子态。在没有磁通量的情况下，半导体纳米管的能量密度总是负的。对于金属纳米管，长管的能量密度为正，短管的为负。所产生的卡西米尔力作用在纳米管的边缘是有吸引力的短管管的手性的独立性。长纳米管的力的符号可以通过调节磁通量来控制。这开辟了一条道路，以设计高效的驱动器在纳米级的卡西米尔力。
2011-02-10 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
