Experimentally demonstration of the repulsive Casimir force in the gold-cyclohexane-PTFE system
Casimir力从吸引力到排斥力转变的实验证明仍然具有挑战性。本文利用原子力显微镜精确测量了不同液体中小球在平板上方的Casimir力，首次观察到金-环己烷-PTFE体系中的长程Casimir排斥力。实验数据与Lifshitz理论计算结果相吻合，为ε1<ε3<ε2体系提供了直接证据。进一步验证了van Zwol等介电模型描述中间流体的合理性。该研究为利用Casimir斥力实现MEMS和NEMS中的量子悬浮和无摩擦器件提供了潜在的应用前景。
2019-11-22 cond-mat.other quant-ph
Do the precise measurements of the Casimir force agree with the expectations?
卡西米尔力的上限被发现使用完美的晶体材料的介电函数，仅取决于定义良好的材料常数。原子力显微镜测得的力在物体之间的小间隔处大于这个极限，并且差异是显着的。最简单的修改实验提出允许使其结果更可靠，并回答这个问题，如果差异有任何关系的存在一个新的力量。
2000-01-06 hep-ph quant-ph
Lateral Casimir force between deeply corrugated dielectric and metallic plates
研究了波纹介质板间的横向Casimir力。我们利用介电衬度微扰理论[R. Golestanian，{ \it Phys. Rev. Lett.} { \bf 95}，230601，（2005）]，这允许我们考虑具有大幅度的任意变形。我们考虑正弦，矩形和波纹，硅和黄金制成的样品。我们使用等离子体和德鲁德-洛伦兹模型的介电常数的黄金和硅，分别。对于这些几何形状和材料，当板之间的间隙与波纹的深度相当时，横向Casimir力是板的相对横向位移的正弦函数{ \it not}。我们的研究结果有助于设计基于横向卡西米尔力的小型化器件。
2014-09-16 quant-ph
Casimir Arc Plate Geometry: Computational Analysis of Thickness Constraints for Gold and Silver Nanomembranes in MEMS Applications
American College of Sofia（索非亚美国学院）；Pontificia Universidad Católica del Perú（秘鲁天主教 Pontificia 大学）
研究通过计算分析了金和银纳米膜在MEMS应用中的厚度约束，揭示了Casimir相互作用对曲率反转的影响及材料依赖性。
2026-01-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
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
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
Retardation turns the van der Waals attraction into Casimir repulsion already at 3 nm
最近，Munday等人测量了浸入溴苯中的表面之间的Casimir力。在金表面之间发现了吸引Casimir力。金和二氧化硅表面之间的力是排斥的。我们表明，排斥是由于延迟效应。范德瓦尔斯相互作用在所有分离处都是吸引的。延迟驱动的排斥已经在大约3nm处开始。据我们所知，以前从未在如此小的距离上发现过迟滞效应。延迟效应通常与较大的距离有关。
2012-01-05 cond-mat.other 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
Novel constraints on light elementary particles and extra-dimensional physics from the Casimir effect
我们目前的补充信息，最近间接测量的Casimir压力之间的两个平行板使用微机械振荡器。通过测量镀金球与镀金板之间的力梯度，利用邻近力近似得到了板间的等效压力。的数据进行了比较与一个新的理论方法的热卡西米尔力的基础上使用的Lifshitz公式，结合广义等离子体的介电常数，考虑到带间跃迁的核心电子。使用新的方法计算的理论Casimir压力进行了比较与以前使用的阻抗方法的框架中计算的，也与Drude模型的方法。后者被排除在99.9%置信水平的数据在210至620 nm的宽分离范围内。基于广义等离子体模型或Leontovich表面阻抗的数据和理论方法之间的一致性水平，用于设置对光基本粒子交换和/或额外维度物理学预测的汤川力的更强约束。由此产生的约束是最强的相互作用区域从20到86 nm的最大的改善，在26 nm的一个因素为4.4。
2007-06-22 hep-ph quant-ph
Measurement of the Casimir force with a ferrule-top sensor
我们提出了一个Casimir力的基础上，全光学套圈顶部传感器的设置。我们证明，该仪器可用于测量的Casimir力之间的梯度的金涂层的球体和金涂层的板与结果是可比的，通过类似的原子力显微镜实验所取得的。由于力传感器的单片设计（不需要任何光学三角测量读数）以及传感头上没有电子器件，该仪器代表了未来在工程条件下研究Casimir效应的重要一步，其中介入介质或环境条件可能不适合使用更标准的设置。
2011-02-15 physics.ins-det quant-ph
Coupling of plasmonic nanoparticles to their environments in the context of van der Waals-Casimir interactions
我们目前的实验中，一个单一的金纳米粒子与玻璃基板或与另一个金粒子的相互作用，可以通过使用扫描探针技术的分离原位控制调谐。我们记录的耦合系统的等离子体共振作为入射场的偏振和粒子的位置的函数。粒子对散射光的光谱变化与时域有限差分（FDTD）计算的结果吻合得很好。我们相信，我们的实验技术为纳米中性体之间的范德华-卡西米尔型相互作用的研究提供了希望。
2008-09-17 quant-ph
Casimir experiments showing saturation effects
我们解决几个不同的卡西米尔实验的理论和实验不一致。首先是两个金属半空间之间的经典Casimir力测量;这里既有Lamoreaux的扭摆实验的形式，也有Decca等人进行的金球和金盘之间的Casimir压力测量的形式;理论预测了大的负热校正，在高精度实验中不存在。第三个实验是Chen等人进行的金属板和激光照射的半导体膜之间的Casimir力的测量;力随激光强度的变化比理论预测的大。第四个实验是测量原子和壁之间的卡西米尔力，其形式是由Obrecht等人测量被捕获到熔融石英壁的87 Rb玻色-爱因斯坦凝聚体的振荡频率的变化;变化小于理论预测。我们表明，饱和效应可以解释在所有这些情况下观察到的理论和实验之间的差异。
2009-10-27 quant-ph
Halving the Casimir force with conductive oxides: experimental details
这项工作是去年发表在《物理评论快报》上的一篇论文的扩展版本[S。de Man等人，物理修订信函103，040402（2009）]，其中我们提出了对涂覆有金的球体与涂覆有金或氧化铟锡（ITO）层的板之间的卡西米尔力的测量。在空气中进行的实验表明，ITO具有足够的导电性，可以防止电荷积累，但与金相比，仍然足够透明，可以将Casimir吸引力减半。在这里，我们报告了所有的实验细节，由于可用空间有限，在前一篇文章中被省略了。我们讨论了我们的设置在校准过程的稳定性和Casimir力测量的再现性方面的性能。我们还介绍和演示了一种新的技术，以获得我们的力传感器的弹性常数。此外，我们提出了一个彻底的描述的实验方法，全面的数据阐述和误差分析的解释，并在实际实验中使用的样品的介电函数和表面粗糙度的完整表征。
2010-12-17 physics.ins-det quant-ph
Beyond-PFA Casimir Force between two spheres at finite temperature
最近的一个实验[J. L. Garrett等人，Phys. Rev. Lett {\bf 120}，040401（2018）]首次测量了室温下两个金球之间的卡西米尔力梯度。使用标准接近力近似（PFA）对数据进行理论分析。一个适合的数据，使用参数化的力有效的球板几何形状，被作者用来放置一个绑定的PFA偏差。受这项工作的启发，我们计算了有限温度下两个金球之间的卡西米尔力。我们构造的Casimir力的半解析公式对所有分离都是有效的，并且可以很容易地用来解释未来的球-板和球-球构型的实验。我们描述了正确的参数化的修正PFA的两个领域，应用于数据分析。
2018-02-16 quant-ph
Fabry-Pérot nanocavities controlled by Casimir forces in electrolyte solutions
提出利用电解质中 Casimir 力随盐浓度和温度的变化，稳定调控悬浮金纳米板间距，从而显著调谐 Fabry–Pérot 纳米腔光学共振。
2024-03-03 physics.optics quant-ph
Saturation effects in experiments on the thermal Casimir effect
在这项工作中，我们解决三个不同的问题卡西米尔实验。第一个是在两个金属半空间之间测量的经典Casimir力;这里以Decca等人[Phys.Rev.D75，077101（2007）]进行的金球体和金板之间的Casimir压力测量的形式;理论预测了大的负热校正，在高精度实验中不存在。第二个实验是Chen等人[Phys.Rev.B76，035338（2007）]进行的金属板和激光照射的半导体膜之间的卡西米尔力的测量;力随激光强度的变化大于理论预测。第三个实验是Obrecht等人[Phys. Rev. Lett. 98 063201（2007）]中描述了被捕获到熔融石英壁的Rb玻色-爱因斯坦凝聚体的振荡频率的变化;该变化小于理论预测。我们表明，饱和效应可以解释在所有这些情况下观察到的理论和实验之间的差异。
2008-12-02 quant-ph
Material dependence of Casimir forces: gradient expansion beyond proximity
一种广泛使用的估算Casimir相互作用的方法[H. B. G. Casimir，Proc. K.奈德.阿卡德湿了51，793（1948）]在短距离处的平缓弯曲的材料表面之间的近似力是接近力近似（PFA）。虽然这种近似在分离消失时是渐近精确的，但量化对PFA的修正是非常困难的。在这里，我们使用一个衍生的扩展计算的领先曲率校正PFA的金属（金）和绝缘体（SiO $_2$）在室温下。我们推导出轴对称表面的力梯度的PFA校正的振幅$\hatθ_1$的显式表达式。在非延迟的限制，修正的Casimir自由能被发现的规模与距离几何。对于金，$\hatθ_1$具有异常大的温度依赖性。
2012-02-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Measurements of the Casimir-Lifshitz force in fluids: the effect of electrostatic forces and Debye screening
在这项工作中，我们提出了详细的测量的Casimir-Lifshitz力之间的两个金表面（一个球和一个板）浸在乙醇中，并研究剩余的静电力，这是占主导地位的设备内的静电场的影响，可以减少与适当的屏蔽。静电力通过向液体中添加盐离子而通过德拜屏蔽进一步减小。此外，盐导致减少的Casimir-Lifshitz力通过筛选的零频率的贡献力;然而，在测量的分离和实验误差范围内的金表面之间的效果是小的。一个改进的校准程序进行了描述和比较，以前的方法。最后，将实验结果与Lifshitz的理论进行了比较，发现实验中使用的材料是一致的。
2008-08-13 quant-ph
Hide it to see it better: a robust setup to probe the thermal Casimir effect
我们描述了一个Casimir设置由两个对齐的正弦波纹镍表面，其中之一是“隐藏”的薄不透明层的金与平坦的暴露表面。金层充当低通滤波器，其允许利用当前可用的卡西米尔装置清晰地观察波纹之间有争议的热卡西米尔力。所提出的测量方案，基于Casimir力的相位相关调制，不需要对装置进行静电校准，并且不受表面的光学性质的知识的不确定性的影响。该方案应允许在文献中提出的热卡西米尔效应的替代理论处方之间的明确区分。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Casimir Force and In Situ Surface Potential Measurements on Nanomembranes
我们提出了Casimir力测量的球板配置，包括一个高品质的纳米膜谐振器和一个毫米大小的镀金球。纳米膜是由化学计量的氮化硅与金金属化。一个开尔文探针方法是用来在原位图像的表面电位，以尽量减少距离依赖的残余力。纳米膜运动的共振增强频域测量允许Casimir力梯度的非常高的分辨率测量（低至3 uN/m的力梯度灵敏度）。利用该技术，在100 nm ~ 2 μ m范围内精确测量了Casimir力。由此获得的实验数据表明，在测量范围内的设备系统是最好的描述与德鲁德模型。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical properties of gold films and the Casimir force
金属的精确光学性质对于精确预测作用在两金属板之间的Casimir力是非常重要的。因此，我们椭圆偏振测量的Au膜的光学响应在很宽的波长范围从0.14妈妈到33妈妈。在不同条件下在硅或云母衬底上沉积不同厚度的膜。对薄膜的介电函数进行了详细的分析，验证了Kramers-Kronig一致性，并提取了薄膜的Drude参数。发现等离子体频率在6.8 ~ 8.4eV范围内变化。这种变化与薄膜密度有关。X射线反射率测量定性支持这一结论。卡西米尔力的评价对应于我们的样品的介电函数，通常用于精确预测的力。我们的膜的力被发现在板之间的100 nm的距离处小5-14%。光学数据中的噪声对1%以内的力变化负责。结果表明，预测金属间Casimir力的精度优于10%，必须基于从可见光到中红外范围内测量的材料光学响应。
2008-01-09 cond-mat.other quant-ph
A robust superconducting setup to probe the thermal Casimir effect
我们描述了一个超导卡西米尔装置的启发，最近提出的设置涉及磁表面[G。Bimonte，Phys. Rev. Lett. { \bf 112}，240401（2014）]。本装置由超导Nb球和内部包括超导Nb带的平坦的金板组成。实验方案涉及的卡西米尔力的差分测量在一个点的金板以上的Nb条，并远离它。我们表明，类似于以前的设置，超导系统考虑在这里意味着广泛不同的调制卡西米尔力，这取决于是否热力计算使用德鲁德或等离子体模型，从而为明确区分这些替代处方铺平了道路。
2014-09-29 cond-mat.other quant-ph
Isoelectronic determination of the thermal Casimir force
微分力测量与镍或金涂层的球体和旋转盘与镍和金的周期性分布的报告。旋转的样品被一层薄薄的钛和一层金覆盖。虽然钛用于制造目的，但金层（标称厚度为21、37、47和87 nm）提供等电子环境，并且用于抵消静电贡献，但允许长波长卡西米尔光子通过。从德鲁德和等离子体模型的介电常数的实验结果和预测之间的直接比较进行。在模型中，允许改变镍的磁导率以研究其影响。考虑到可能的误差来源，无论是在实验和理论方面。据发现，考虑到镍的磁性德鲁德响应被明确排除。对数据的全面分析表明，包括Ni的磁特性的介电等离子体响应与数据显示出良好的一致性。如果不考虑镍的磁性，Drude和等离子体介电响应都不能提供令人满意的描述。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir repulsion turned into attraction by the nonlocal response of salted water
本文发现盐水中离子的非局域响应会打破DLP排斥范式，使金与二氧化硅表面间在约100nm及更远距离上的总Casimir力由排斥转变为始终吸引。
2025-01-28 quant-ph
Effect of hydrogen-switchable mirrors on the Casimir force
我们提出了系统的测量Casimir力之间的镀金板和球涂有氢开关镜（HSM）。HSMs是有光泽的金属，可以通过氢化变得透明。尽管球体的光学性质发生了如此巨大的变化，但我们在实验装置中充满氢气后，并未观察到卡西米尔力的任何显着降低。这个违反直觉的结果可以用描述金属和电介质材料之间的卡西米尔吸引力的Lifshitz理论来解释。
2004-03-19 quant-ph
Casimir force measurements in Au-Au and Au-Si cavities at low temperature
我们报告的Casimir力的测量在一个球平面几何形状使用低温力显微镜移动力探针在不同的材料在原位。我们展示了相互作用表面的静电环境如何在弱力测量中起着重要作用，并且可以在大距离处克服Casimir力。在最小化这些寄生力后，我们测量了在100-400 nm距离范围内的镀金球和镀金或重掺杂硅表面之间的卡西米尔力。我们将实验数据与理论预测进行比较，并讨论了扫描仪校准中的系统误差对实验与理论一致性的影响。在两个表面的相对力相比，在短距离的理论，这表明卡西米尔力实验是敏感的相互作用表面的介电特性。
2012-01-13 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Electrical and thermal control of Fabry-Pérot cavities mediated by Casimir forces
本研究提出利用卡西米尔力动态调控法布里-珀罗腔，通过电门控或温度调制悬浮金纳米板的距离，实现光学频率下共振波长数十纳米的移动，为实验研究热卡西米尔效应提供平台。
2023-10-12 physics.optics quant-ph
Casimir and van der Waals forces: Advances and problems
我们回顾了范德华力和卡西米尔力的现代成就和物理问题，这些力是由于紧密间隔的材料表面之间的电磁场的零点和热起伏而产生的。由于涨落力在基础物理和纳米技术中有着广泛的应用，近年来引起了实验和理论界的广泛关注。经过简短的介绍后，我们描述了在过去的十五年中在该领域取得的主要实验和理论结果。在下面的介绍中，我们讨论了作者及其合作者最近的一些结果，这些结果对未来的发展具有很高的希望。具体地说，我们考虑了金球与铟锡氧化物板之间Casimir力的新特性，给出了用动态原子力显微镜测量两个金表面Casimir相互作用的实验和理论结果，并概述了磁性表面Casimir相互作用的首次测量和相关理论。特别关注的是，Casimir效应的石墨烯，这是未来的材料，微机电器件的下一代。
2015-07-09 cond-mat.other quant-ph
Going beyond PFA: a precise formula for the sphere-plate Casimir force
电磁场在介质中的量子涨落在两个被放电的宏观可极化物体周围感应出两个物体之间的力，即所谓的卡西米尔力。在过去的二十年里，许多实验已经准确地测量了这种力，并且在微和纳米机器的驱动中利用它进行了重大的努力。Casimir力的多体特性使得它在非平面几何中的计算非常困难，如标准的实验球板结构。本文导出了球板Casimir力的近似半解析公式，它既易于数值计算，又在任何距离上都非常精确。通过与完全收敛的精确散射公式的比较，我们表明，近似公式所造成的误差确实比目前和可预见的Casimir实验的不确定性小得多。
2017-06-07 quant-ph
Casimir-Lifshitz force for graphene-covered gratings
本文采用基于 FMM 的 S-matrix 方法研究金板与石墨烯覆盖介质光栅间的 CLF，发现其较石墨烯涂层介质平板显著增强，并揭示化学势与填充率的影响。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Properties of metallic films in precise calculation of the Casimir force
沉积的金膜的光学性质进行了讨论与卡西米尔力预测。与散装材料预测相比，薄膜中的空隙和晶界上的电子散射在2%的水平上降低了小分离处的力。由于薄膜的多晶结构的补丁电位的贡献被证明是小的现有的Casimir力实验。
2004-01-27 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Casimir interaction of dielectric gratings
我们推导出两个任意周期介质光栅之间的卡西米尔力的精确解，并通过将其应用于两个纳米结构硅光栅来说明我们的方法。我们还再现了最近在硅光栅和金球之间测量的Casimir力梯度[1]，并考虑了力的材料依赖性。我们发现我们的理论结果和测量值之间的绝对力值和精确的力和PFA预测之间的比率很好的协议。
2008-09-11 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Casimir Forces between Nanoparticles and Substrates
我们研究了纳米颗粒与基底之间的Casimir力。在偶极近似下研究了金属纳米粒子与不同基底的相互作用。我们研究了金和钾球，这是在二氧化钛，蓝宝石和一个完美的导体衬底的力作为距离的函数。我们表明，Casimir力是重要的系统在纳米尺度。我们研究的力作为一个函数的材料属性，半径的球体，和球体和基板之间的距离。
2002-11-26 quant-ph
Demonstration of the Lateral Casimir Force
使用原子力显微镜测量正弦波纹镀金板和大球体之间的横向Casimir力，表面间距为0.2 $μ$ m至0.3 $μ$ m。测得的力显示了对应于波纹的所需周期性。它还表现出必要的反四次方距离依赖性。所得到的结果被证明是在一个完整的理论，考虑到边界金属的非线性良好的协议。该演示为在微机电系统中使用卡西米尔效应进行横向平移提供了新的机会。
2002-01-19 quant-ph
Sample dependence of the Casimir force
体材料和沉积膜之间的差异示出有一个明显的影响卡西米尔力。对金膜的光学数据的分析明确地表明了样品依赖性：在不同条件下沉积的膜的介电函数在力的高精度预测中不可忽略的水平上是不同的。有人认为，德鲁德参数的精确值是至关重要的准确评估的力量。本文讨论了金单晶的介电函数。它用于确定力的绝对值的上限。结果表明，薄膜之间的作用力小于体样品之间的作用力，这主要是由于薄膜中存在空隙和晶界上的电子散射。在最精确的实验中，对于最小的分离，力的最小减少估计为2%。其他样品效应可以进一步减小力，但预计校正小于1%。
2004-12-06 cond-mat.other quant-ph
The Casimir force on a surface with shallow nanoscale corrugations: Geometry and finite conductivity effects
我们测量的Casimir力之间的一个金球和硅板与纳米级，矩形波纹的深度相当于表面之间的分离。在接近力近似（PFA），波纹的顶部和底部表面都有助于力，导致与平坦表面不同的距离依赖性。测得的Casimir力被发现偏离PFA高达15%，在良好的协议与计算的基础上散射理论，包括几何形状的影响和材料的光学性能。
2010-09-17 quant-ph
Influence of slab thickness on the Casimir force
我们计算了由本征和掺杂硅制成的具有不同载流子浓度的有限厚度板之间的卡西米尔力，并将结果与金板的结果进行了比较。我们使用Drude和等离子体模型来描述掺杂硅中载流子的介电函数。我们讨论了实验测试这些模型的适当性的可能性。我们还研究了有限厚度对$VO_2$的影响，这是最近提出的卡西米尔效应测量测试的金属-绝缘体转变。
2008-02-04 hep-th quant-ph
Investigation of the Casimir force between metal and semiconductor test bodies
用原子力显微镜测量了大金球与单晶硅板之间的Casimir力。一个严格的统计数据与理论进行比较，没有使用的概念，均方根偏差，并获得了良好的协议。金属和半导体之间的卡西米尔力被证明是显着不同的两个相似或不同的金属之间。
2005-07-08 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Demonstration of the difference Casimir force for samples with different charge carrier densities
用高真空原子力显微镜测量了不同载流子密度的两块硅板与镀金球之间的Casimir力。结果与Lifshitz理论相比较，符合得很好.我们的实验表明，通过改变半导体板的载流子密度几个数量级，可以改变Casimir相互作用.这一结果可能在纳米技术中找到应用。
2006-09-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Demonstration of Angle Dependent Casimir Force Between Corrugations
用原子力显微镜测量了正弦波纹镀金板和球体之间在波纹之间不同角度下的法向Casimir力。结果表明，所测得的力值偏离了邻近力近似，与基于梯度展开的理论（考虑了几何和材料性质的相关效应）相一致。我们分析了温度的作用。所获得的结果打开了新的机会，在微机械系统中的卡西米尔效应的控制。
2013-05-03 cond-mat.other quant-ph
Fulfillment of expectations of precise measurements of the Casimir force
我们比较理论预期的卡西米尔力与精确测量的结果。力计算在有限温度下的多层覆盖的机构使用Lifshitz理论。我们认为，金属化的介电函数必须直接测量，以达到必要的精度在力的计算。在不知道该函数的情况下，可以使用完美单晶材料的参数来建立关于力的明确限定的上限。在扭摆实验中测得的力与上限值并不矛盾。强调了薄Au/Pd层在原子力显微镜实验中的重要性。用显微镜测量的力大于物体之间小间距的上限。该差异显著，并在两次测量中重现。的差异的起源进行了讨论。最简单的修改实验提出允许使其结果更可靠，并回答这个问题，如果差异有任何关系的存在一个新的力量。
2000-05-20 quant-ph
Theory confronts experiment in the Casimir force measurements: quantification of errors and precision
我们比较了用原子力显微镜测量金表面Casimir力的理论和实验。随机和系统的实验误差，发现导致总绝对误差等于8.5 pN在95%的置信度。在相对误差方面，在95%置信水平下，在62 nm的最短分离处获得的实验精密度为1.75%（在60%置信水平下，在最短分离处确认的实验精密度为1%）。Casimir力的理论计算的准确性和其应用的实验配置的独立测定仔细。特别注意的是样品相关的变化的光学制表数据，由于晶粒的存在下，表面等离子体激元的贡献，并引入使用的邻近力定理的错误。非乘法和衍射型的表面粗糙度修正的贡献进行检查。估计了由于金膜的多晶性质引起的贴片电势引起的电力。有限的尺寸和热效应被认为是可以忽略不计的。在62 nm和200 nm处的理论精度分别为1.69%和1.1%。在实验和理论误差的范围内，实验和理论之间非常好的一致性被确认，其特征在于在所有测量范围内的均方根偏差约为3.5 pN。得出的结论是，卡西米尔力相对于样品依赖的光学和电学性质的变化是稳定的，这开辟了新的机会，使用卡西米尔效应用于诊断目的。
2004-01-24 quant-ph
Precise comparison of theory and new experiment for the Casimir force leads to stronger constraints on thermal quantum effects and long-range interactions
我们报告了一种改进的动态测定卡西米尔压力之间的两个平板获得使用微机械扭转振荡器。在目前的实验中的主要改进是一个显着的抑制沉积在相互作用的表面上的Au层的表面粗糙度，并在测量的绝对分离的实验误差减少。对所有数据进行的分析使我们能够确定随机误差和系统误差，并在95%置信水平下找到作为分离函数的总实验误差。在对比所有以前的实验Casimir效应，我们最小的实验误差（$\sim 0.5$ %）是在一个很宽的分离范围内实现。在实验配置的理论卡西米尔压力计算通过使用文献中建议的四种理论方法。计算或估计了对卡西米尔力的所有修正。分析并合并所有理论误差，以获得95%置信水平下的总理论误差。最后，理论和实验压力之间的差异的置信区间作为分离的函数。我们的测量结果被发现是一致的两个理论方法，利用等离子体模型和表面阻抗在整个测量区域。另外两种方法的热卡西米尔力，利用德鲁德模型或特殊处方的零频率的贡献，Lifshitz公式的确定，被排除在我们的测量的基础上，在99%和95%的置信水平，分别。最后，汤川型假设的相互作用的约束加强了高达20倍，在广泛的相互作用范围。
2005-05-09 cond-mat.other hep-ph quant-ph
Comparison of the Lifshitz Theory Using the Nonconventional Fit of Response Functions with Precise Measurements of the Casimir Force
该研究指出修正振子模型拟合材料响应函数的方法不符合基础物理原理，基于此计算的Casimir力与精确实验结果不符，推翻了相关吻合性主张并指明改进方向。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Casimir--Polder force between anisotropic nanoparticles and gently curved surfaces
各向异性粒子与表面之间的Casimir--Polder相互作用是依赖于取向的。我们研究了新的取向效应，由于曲率的表面的距离远小于曲率半径，通过采用衍生扩展。对于纳米粒子，我们推导出一个一般的短距离扩展的相互作用势的偶极极化率。明确的结果，提出了由SiO $_2$和金，无论是在零和有限的温度下的纳米球体。颗粒的优选取向强烈依赖于曲率、温度以及材料性质。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-accuracy Casimir-Polder force calculations using the Discontinuous Galerkin Time-Domain method
本文提出基于不连续伽辽金时域法的高精度 Casimir-Polder 力计算方法，可处理非局域材料模型，误差低至百万分之几，并揭示了金楔附近各向异性诱导的排斥行为。
2023-12-01 quant-ph
Anisotropy enhancement of the Casimir-Polder force between a nanoparticle and graphene
我们推导了半无限材料上方的球形纳米颗粒与石墨烯覆盖的界面之间的热Casimir Polder能量和力的解析表达式。我们详细分析了金纳米颗粒和单层原始石墨烯之间的Casimir Polder力，重点关注各向异性的影响。我们表明，各向异性的效果，即球形纳米颗粒的形状和取向，具有比石墨烯的可调谐性大得多的力的影响。调谐和各向异性的影响加起来，使得我们观察到的力在理想金属情况下的20-50%之间，这比金属半空间和石墨烯层之间的卡西米尔力的结果大得多。
2015-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic Anistropy due to the Casimir Effect
我们考虑铁磁和非磁镜之间的卡西米尔相互作用，并显示卡西米尔效应如何引起铁磁层中的磁各向异性。如果非磁性板是光学各向同性的，则各向异性是平面外的。如果非磁性板表现出单轴光学各向异性（光轴在板平面内），我们发现面内磁各向异性。在这两种情况下，能量上最有利的磁化方向是由极性，纵向和横向之间的竞争贡献的磁光克尔效应，因此将取决于板间距离。数值计算结果将提出一个磁性板的铁，和非磁性板的黄金（光学各向同性），石英，方解石和钛酸钡（所有单轴双折射）。
2009-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir forces on suspended thin dielectric membranes covered with graphene
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Laboratoire Charles Coulomb (L2C), UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier（夏尔·库隆实验室（L2C），CNRS-蒙彼利埃大学联合研究单位5221）
该研究从理论和实验探究覆盖石墨烯的悬浮薄电介质膜的卡西米尔力，发现用薄电介质膜替代石墨烯下的固体衬底可部分恢复卡西米尔力的强热依赖性，室温实验测得的力梯度与理论预测一致。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
The effect of patch potentials in Casimir force measurements determined by heterodyne Kelvin probe force microscopy
卡西米尔力的测量需要消除表面之间的静电相互作用。然而，由于静电贴片电位，使总力最小化所需的电压可能不足以完全消除静电相互作用。因此，这些表面电势变化引起额外的力，这可以模糊卡西米尔力信号。在本文中，我们检查空间变化的表面电位（SP）的电子束，溅射，溅射和退火，和模板剥离金表面与外差调幅开尔文探针力显微镜（HAM-KPFM）。它表明，HAM-KPFM提高了表面电位测量的空间分辨率相比，调幅开尔文探针力显微镜（AM-KPFM）。我们发现，补丁电位不同，这取决于样品的制备，并计算出的压力可以是类似的卡西米尔力计算采用等离子体和德鲁德模型之间的压力差。
2014-09-17 cond-mat.other quant-ph
Making precise predictions of the Casimir force between metallic plates via a weighted Kramers-Kronig transform
对Casimir力进行精确预测的可能性对于当前金属板热Casimir效应的精确实验的理论解释是必不可少的，特别是对于亚微米分离。为此，必须非常精确地估计导体沿虚频轴的介电函数。在欧姆导体的情况下，这项任务是复杂的，因为光学数据通常不能扩展到足够低的频率，以允许用于计算$ε(i ξ)$的标准Kramers-Kronig积分的准确评估。通过对作者以前的一篇论文的结果进行重要的改进，结果表明，通过考虑适当的加权色散关系，可以解决这个困难，它强烈地抑制了低频的贡献。本文提出的加权色散公式允许准确地估计欧姆导体的介电函数的虚频，光学数据的基础上，从红外延伸到紫外线，不需要不受控制的数据外推到零频率，而不是必要的标准Kramers-Kronig关系。金膜的几组数据的应用程序，以证明新的分散体公式的可行性。
2011-03-08 hep-th quant-ph
Roughness correction to the Casimir force at short separations: Contact distance and extreme value statistics
到目前为止，还没有可靠的方法来计算卡西米尔力在分离可比的表面的高度波动的均方根。对粗糙金样品的统计分析表明，存在明显高于均方根粗糙度的峰值。这些峰值重新定义了物体之间的最小分离距离，并且可以通过极值统计来描述。在这里，我们表明，高峰值的Casimir力的贡献，可以计算与成对的加法求和，而正常高度的凸体的贡献可以微扰评估。这种方法提供了一个可靠的估计Casimir力在短距离，它解决了显着的，迄今无法解释的差异粗糙表面之间的Casimir力的测量和微扰理论的结果。此外，我们说明了我们的结果在技术相关的情况下的重要性。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir repulsion with biased semiconductors
本研究探索了适度偏置半导体系统产生的强排斥性Casimir力，确定了偏置电压、带隙能量和间距的影响，并预测金球上的排斥力在实验精度范围内，为纳米尺度力控制提供了新途径。
2024-03-14 quant-ph
Temperature dependent Casimir forces: recurring subtleties
两个理想导电表面之间的卡西米尔力是一个特殊的（零温度）极限的更一般的理论，由于Lifshitz。温度相关理论包括传导、介电和磁性介质中耦合量子和经典涨落模式的相关性。如果表面处于不同的温度，则假设这些模式可能充当耦合弹簧，即使通过真空也将热能从较热的表面传递到较冷的表面。最近的实验似乎证实了这一预测，但数据与卡西米尔的原始表达式的预测进行了比较，而不是完全依赖于温度的理论。这是文献中常见的错误。另一个错误是忽略了实际导电表面（在这种情况下是金）可能远非理想的事实，并且可能需要高达25%的校正因子。这里我们给出这两种修正的数值。看起来它们可能不会影响最近实验的基本结论，但带回家的信息是，在解释卡西米尔（Lifshitz）效应的扩展时需要小心，这在广泛的科学问题中越来越多地出现。
2020-07-02 quant-ph
