Electrodynamic Casimir Effect in a Medium-Filled Wedge
我们重新研究了由两个理想导体定义的楔形体中的电动Casimir效应,该楔形体的二面角α=π/p。该系统类似于由宇宙弦定义的系统。我们认为楔形区域填充有方位角对称的材料,对于到轴的距离r<a,介电常数/磁导率为ε_1,μ_1,而对于r>a,介电常数/磁导率为ε_2,μ_2。结果与圆柱几何的结果密切相关,但具有非整数方位角量子数mp。除了零模发散,这可以通过选择楔形上的周期性边界条件来消除,并且如果包括色散,则可以使其有限,对于当光速在半径'a'内外相同时的情况,我们获得了对应于'a'变化的自由能的有限结果,并且对于弱耦合,|ε_1- ε_2| \ll 1,用于纯电介质。我们还考虑了突然出现的无限宇宙弦所产生的辐射,它位于预先存在的楔形的尖点线上。
2009-03-19 hep-th quant-ph
Electromagnetic Casimir densities for a wedge with a coaxial cylindrical shell
研究了具有同轴圆柱边界的楔形体的电磁场场平方和能量动量张量的真空期望值。假设所有边界都是完全导电的,并考虑壳内外的区域。利用推广的Abel-Plana公式,将真空期望值表示为两项之和的形式。第一项对应于没有圆柱形壳体的楔形体的几何形状,第二项由壳体的存在引起。由壳体引起的真空能量密度对于内部区域为负,而对于外部区域为正。在各种极限情况下,真空期望值的渐近行为进行了研究。结果表明,由于圆柱边界的存在,作用在楔形体两侧的真空力总是吸引的。
2007-04-15 hep-th quant-ph
Wightman function and scalar Casimir densities for a wedge with two cylindrical boundaries
研究了具有一般曲率耦合参数的大质量标量场在具有两个共轴圆柱边界的楔形体内部的Wightman函数、场平方的真空期望值和能量动量张量。假设场在边界曲面上服从Dirichlet边界条件。广义阿贝尔-普拉纳公式的一个变体的应用,使提取的期望值的贡献对应的几何形状的楔形与一个单一的壳,并提出干扰部分的指数收敛积分。在参数的各个渐近区域中研究了真空的局部性质。作用在边界上的真空力表示为自作用项和相互作用项之和。结果表明,边界的各个部分之间的相互作用力总是吸引的。讨论了推广到具有Neumann边界条件的标量场的情形。
2007-08-22 hep-th quant-ph
Casimir densities for wedge-shaped boundaries
研究了Dirichlet边界条件下的标量场和具有同轴圆柱边界的楔形体中的电磁场的场平方和能量动量张量的真空期望值。在电磁场理想传导的情况下,在边界表面上假设边界条件。利用Bessel函数零点级数的Abel-Plana型公式,给出了真空期望值的两项之和形式.第一个对应于没有圆柱形边界的几何形状,第二个是由圆柱壳的存在引起的。额外的真空力作用在楔侧由于圆柱形边界的存在下进行评估,它表明,这些力量是有吸引力的标量和电磁场。
2008-10-29 hep-th quant-ph
Casimir energy of a dilute dispersive dielectric ball: realistic microscopic model
本文在一个微观的真实介电模型中,针对任意物理上可能的介电常数频散,解析地导出了零温下稀均质介电球的Casimir能量。在计算中不存在分歧,最小原子间距离是一个物理截止值。Casimir表面力被证明是吸引力。讨论了Casimir能量的物理定义。
2002-02-04 hep-th quant-ph
Whightman function and scalar Casimir densities for a wedge with a cylindrical boundary
研究了楔形体中标量场的Whightman函数、场平方的真空期望值和能量动量张量。在边界曲面上假设Dirichlet边界条件。在曲率耦合参数的一般情况下,真空能量动量张量的评估。利用广义Abel-Plana公式的一个变体,期望值被表示为两项之和。第一个对应于没有圆柱形边界的几何形状,第二个由该边界的存在引起。研究了场平方、真空能量密度和边界附近应力的渐近行为。由于圆柱形边界的存在,作用在楔形体两侧的附加真空力进行了评估,结果表明,这些力是有吸引力的。作为一种极限情况,分析了两个平行板与第三个平行板垂直相交的几何形状。
2005-08-30 hep-th quant-ph
Evaluation of the Casimir Force for a Dielectric-diamagnetic Cylinder with Light Velocity Conservation Condition and the Analogue of Sellmeir's Dispersion Law
本文研究了介质-抗磁圆柱在光速守恒条件下的Casimir压力,色散律类似于Sellmeir规则。的相似性和差异,从球形的情况下指出。
2007-05-11 hep-th quant-ph
Casimir-Polder repulsion near edges: wedge apex and a screen with an aperture
虽然已经预测了具有非平凡电磁性质的物体之间的量子真空力的排斥效应,例如完美的电导体和完美的磁导体之间,但现实的排斥似乎很难实现。如果两个物体之间的介质具有介于两个物体之间的介电常数,则排斥是可能的,但这可能不是有用的配置。在这里,最近的数值工作的启发,我们开始解析计算的Casimir-Polder与各向异性极化率的原子和板与孔径之间的相互作用。特别是,对于一个半无限大的板,更一般地说,对于一个楔形体,这个问题是完全可解的,并为足够大的各向异性,Casimir-Polder排斥确实是可能的,在协议与以前的数值研究。为了实现排斥,需要的是一个足够尖锐的边缘(事实上不是非常尖锐),这样导体和原子的极化方向大致相互垂直。提出了用有限孔径进行计算的机器。作为量子计算的一个动机,我们对偶极与具有圆孔的金属片之间的力进行了相应的经典分析,当偶极在对称轴上并且取向相同时。
2011-05-09 hep-th quant-ph
Attractive Electromagnetic Casimir Stress on a Spherical Dielectric Shell
基于理想化边界条件的计算,长期以来一直假设球壳上的应力是排斥的。我们使用更现实的情况下,一个德鲁德电介质表明,应力是有吸引力的,匹配的电磁卡西米尔力的一般行为。我们将这两种情况之间的差异追溯到电磁量子涨落和电介质材料之间的相互作用。
2013-09-25 hep-th quant-ph
The Casimir-Lifshitz formula for rectangular dielectric waveguide
本文分析了由两种不同介电材料组成的矩形波导中的Casimir-Lifshitz效应,采用表面模式技术推导出广义Lifshitz公式,实现了对Casimir-Lifshitz能量的精确计算,并在渐近极限下恢复了完美反射边界的经典表达式。
2024-10-15 hep-th quant-ph
Casimir-Polder repulsion: Three-body effects
在本文中,我们研究了一个原型的情况下,一个原子或分子和两个宏观物体之间的排斥Casimir-Polder力可以实现。这是以前对可极化原子与楔形体之间相互作用的研究的延伸,其中如果原子足够各向异性并且足够接近楔形体的对称平面,则会发生排斥。如果这样一个原子通过一个细圆柱或一根金属丝,也会发生类似的排斥。一个明显的扩展是计算这样一个原子和两个面对的楔形物之间的相互作用,其中包括作为特殊情况的原子与具有狭缝的导电屏或两个平行导线之间的相互作用。为此,我们进一步扩展了电磁多重散射形式主义的三体相互作用。为了检验这种机制,我们重新研究了两个平行导电板之间的可极化原子的相互作用。在这种情况下,三体效应被证明是小的,并占主导地位的三个和四个散射项。原子楔的计算是用附录中描述的类似标量情形来说明的。楔形原子的几何形状很难分析,因为这是一个无标度问题。但是研究一个各向异性原子或纳米粒子与一对平行导电柱之间相互作用的三体修正并不困难,并且表明三体效应非常小,并且在柱之间的大距离处不影响Casimir-Polder排斥。最后,我们考虑是否这样的高度各向异性的原子所需的斥力实际上是可实现的。由于这看起来相当难以实现,因此用高度各向异性的纳米颗粒观察这种效应可能更可行。
2015-02-21 hep-th quant-ph
Casimir Energy for a Dielectric Cylinder
本文计算了内外光速不同的介质-抗磁圆柱的Casimir能量。虽然结果在一般情况下是不同的,特殊情况下是有意义的。再现了光速均匀时的著名结果。纯介质柱上的自应力在介电常数与其真空值的二阶偏差中消失,与由范德华力之和计算的结果一致,这些结果与发散项明确分离。
2005-02-22 hep-th quant-ph
Electromagnetic Energy, Absorption, and Casimir Forces. Inhomogeneous Dielectric Media
假设介质近似为连续介质,导出了非均匀吸收色散介质在热平衡时电磁能量密度期望值的一般精确公式。从这个公式中我们得到了Casimir力密度的形式表达式。与大多数以前的方法卡西米尔效应中,吸收被忽略或承认隐含通过所需的分析性质的介电常数,我们包括耗散明确通过耦合介质的每个偶极振子的谐振子的水库。我们得到的能量密度和Casimir力密度的结果的范德瓦尔斯相互作用的振荡器,也从坡印亭定理。
2011-10-04 hep-th quant-ph
It has always been conventionally understood that, in the dilute limit, the Casimir energy of interaction between bodies or the Casimir self-energy of a dielectric body could be identified with the sum of the van der Waals or Casimir-Polder energies of the constituents of the bodies. Recently, this proposition for self-energies has been challenged by Avni and Leonhardt [Ann.\ Phys.\ {\bf 395}, 326 (2018)], who find that the energy or self-stress of a homogeneous dielectric ball with permittivity $\varepsilon$ begins with a term of order $\varepsilon-1$. Here we demonstrate that this cannot be …
2019-09-12 hep-th quant-ph
Casimir Energies of Periodic Dielectric Gratings
电磁波从周期性光栅的反射可以用离散耦合多通道散射问题来描述。通过将光栅建模为空间和频率相关的电介质,可以使用可变相位方法,应用于包含横向和纵向模式的广义亥姆霍兹方程,以有效地计算散射$S$矩阵。投影到横向模式的结果,评估虚波矢量,提供了必要的信息,卡西米尔能量计算。这种方法是特别感兴趣的光栅深波纹,这可能会限制基于瑞利展开的技术的适用性。我们证明了该方法通过计算作为分离和横向位移的函数的正弦光栅轮廓之间的Casimir相互作用能量。
2014-09-23 hep-th quant-ph
Casimir energy of a dilute dielectric ball with uniform velocity of light at finite temperature
在任意有限温度下,计算了球内和周围介质中光速均匀的稀介质球的Casimir能、自由能和Casimir力.特别地,我们研究了高温下的经典极限。与以前的计算一样,发现的卡西米尔力是排斥力。
2000-01-07 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Exact results for Casimir interactions between dielectric bodies: The weak-coupling or van der Waals Limit
在早期的论文中,我们已经应用多次散射技术来计算Casimir力,由于标量场之间的不同机构所描述的δ函数势。当耦合势变弱时,得到封闭形式的结果。我们简化了这种弱耦合技术,并将其应用到的情况下,纤细的电介质体,在这种情况下,该方法涉及的总和范德华(Casimir-波尔德)相互作用。再一次可以得到有限体的精确结果。我们提出封闭的公式描述之间的相互作用的球体和圆柱体之间,无限板和矩形板的有限尺寸。对于这样的板,我们考虑了作用在其上的力矩,并找到了可能出现的非平凡平衡点。
2008-06-17 hep-th quant-ph
Casimir Energy for a Purely Dielectric Cylinder by the Mode Summation Method
本文采用模式求和法和zeta函数正则化方法计算了稀介质圆柱的Casimir能量。该方法非常透明,并揭示了产生的能量消失的原因。
2005-04-25 astro-ph hep-th quant-ph
Surface Scattering Expansion for the Casimir-Polder Interaction of a Dielectric Wedge
针对介电楔形体散射振幅无解析解导致计算 Casimir-Polder 势困难的问题,本文利用多重散射展开方法实现无基组数值计算,发现平滑介电楔形体的 CP 势与精确已知的完美导体尖锐楔形体势密切相关。
2024-09-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Regularized Casimir energy for an infinite dielectric cylinder subject to light-velocity conservation
在$ξ^2$中精确地计算了与周围介质中光速相同的稀介质圆柱体的Casimir能量,在$ξ^2$中精确地计算了该能量的一阶和高阶。第一部分使用贝塞尔函数的加法公式进行,并且不需要德拜展开。
1999-12-22 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Casimir Energy for a Spherical Cavity in a Dielectric: Toward a Model for Sonoluminescence?
在他生命的最后几年,朱利安·施温格提出,“动态卡西米尔效应”可能是声致发光这一令人费解的现象背后的驱动力。受这一令人兴奋的建议的启发,我计算了一种具有介电常数$ε$和磁导率$μ$的均匀材料中球形空腔的静态卡西米尔能量。正如预期的那样,结果是发散的;然而,在领先的一致渐近近似中,提取了一个看似合理的有限答案。这一结果给出的能量太小,无法解释声致发光中所见的光子大爆发。如果发散的结果被保留(这与Schwinger猜测的结果不同),那么驱动该效应的符号是错误的。分散并不能解决这个矛盾。然而,动力学效应尚未包括在内。
1995-10-13 hep-th 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
Recent Results on Thermal Casimir Force between Dielectrics and Related Problems
本文综述了近年来在电介质与金属、金属与半导体两种介质间作用的热卡西米尔力的物理研究结果。本文详细推导了两个实际介质板结构中Casimir自由能、压强和熵的低温特性。对于有限静态介电常数的介电常数,它表明,能斯特热定理是满意的。因此,范德瓦尔斯力和卡西米尔力的Lifshitz理论被证明是与热力学一致的。介质板的非零直流电导率被证明导致违反能斯特热定理,因此,是不相关的色散力的现象。本文还导出了单金属和单介质平板结构中Casimir自由能、压强和熵的低温渐近性质。当介质板具有有限的静态介电常数时,结果与热力学一致。如果考虑电介质板的直流电导率,这将导致违反能斯特热定理。本文讨论了不同载流子密度的金属与半导体之间Casimir相互作用的实验和理论结果。分析了空间色散对热Casimir力可能产生的影响。总之,传统的Lifshitz理论只考虑频散仍然是解释所有现有实验的可靠基础。
2007-04-08 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Repulsive Casimir and Casimir-Polder Forces
卡西米尔和卡西米尔-波尔德斥力已经被人们所知超过50年了。平行半无限电介质板的一般“Lifshitz”配置允许排斥,如果它们被具有介电常数值介于电介质板的介电常数值之间的介电流体分开的话。这一点在20世纪70年代得到了间接证实,最近卡帕索的研究小组更直接地证实了这一点。多年来,人们也知道,电和磁可极化的物体可以经历排斥的量子真空力。更适合于实际应用的是真空中普通导电体和电介质体之间可以实现排斥的情况。卡西米尔排斥领域的地位,重点是最近的发展将进行调查。在这里,重点将放在分析的发展,特别是卡西米尔-波尔德(CP)的各向异性极化原子之间的相互作用,和CP的各向异性原子和机构之间的相互作用,也表现出各向异性,无论是因为各向异性的成分,或因为几何形状。排斥发生在楔形和圆柱形导体中,只要几何形状足够不对称,也就是说,要么楔形足够尖锐,要么原子离圆柱足够远。
2012-04-25 hep-th quant-ph
On the Casimir energy of the electromagnetic field in the dispersive and absorptive medium
在介质中的Casimir效应的微观理论研究的框架中,当吸收是通过一组振荡器建模的连续分布的频率与目的,看看是否影响取决于与水库的相互作用的形式,通过水库实现。考虑了两金属板间一维电介质的简单情况。两种可能的模型进行了研究,直接相互作用的电磁场与水库和间接相互作用,通过一个中间振荡器模仿原子。研究发现,在相同的介电常数下,Casimir效应在这两种情况下是不同的,这意味着在第二种模型中,Casimir效应不能像著名的Lifshitz公式那样完全通过介电常数来表示。
2014-02-16 hep-th quant-ph
Casimir-Lifshitz Interaction between Dielectric Heterostructures
在最近发展起来的介电衬度微扰理论的框架内研究了任意介质异质结构之间的相互作用。结果表明,周期性图案化的电介质或金属结构导致振荡的横向Casimir Lifshitz力,以及调制的法向力,因为它们相对于彼此位移。这些振荡贡献的强度随着间隙尺寸的减小和异质结构中使用的材料的介电性质的对比度的增加而增加。
2009-07-14 quant-ph
On Casimir Forces for Media with Arbitrary Dielectric Properties
我们推导出一个表达式的卡西米尔力与任意介电特性的板之间的反射系数。这里提出的形式主义是适用于介质与本地或非本地的介电响应,无限或有限的宽度,非均匀耗散等,我们的结果减少到Lifshitz公式之间的力半无限介质板通过更换反射系数的菲涅尔振幅。
2002-06-19 quant-ph
Casimir Friction I: Friction of a vacuum on a spinning dielectric
我们引入卡西米尔摩擦的概念,即由于量子涨落引起的摩擦。在这第一篇文章中,我们描述了一个恒定的扭矩的计算,所产生的量子涨落的散射,在电磁真空中旋转的电介质。
2008-04-09 quant-ph
Casimir Force between a Small Dielectric Sphere and a Dielectric Wall
讨论了小金属球与介质半空间之间存在卡西米尔斥力的可能性。我们处理的模型中,球体具有由德鲁德模型给出的介电函数,并且球体的半径与相应的等离子体波长相比是小的。半空间也由相同的模型描述,但具有不同的等离子体频率。我们发现,在延迟极限,力是准振荡的。这就导致了对稳定平衡点的预测,在该平衡点上,球体可以悬浮在地球的引力场中。这似乎导致了对该模型进行实验测试的可能性。有限温度对力的影响也进行了研究,并发现在室温下是相当小的。然而,在室温下,平衡点之间的热激活转变可能是显著的。
2004-06-01 hep-th physics.atom-ph 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
Repulsive Casimir forces and the role of surface modes
在最近的实验中,金属和悬浮在液体中的电介质之间的卡西米尔排斥已经被彻底研究。在本文中,我们考虑表面模式的三层系统的介电函数保证排斥。结果表明,表面模式起着决定性的作用,在这种现象在短的分离。对于玩具等离子体模型,我们发现在所有距离的表面模式的贡献。
2009-08-17 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
Repulsive Casimir Force between Dielectric Planes
在1948年,H.B.G.Casimir预测,两个完美导电的中性板之间存在吸引力,这是由于板的影响引起的电磁真空能量的变化。1956年,E.M. Lifshitz推导出一个扩展的卡西米尔的表达适用于有限的温度和任意介电常数的两个半空间和间隙之间。在这份简短的报告中表明,虽然Lifshitz公式预测了两个半空间的介电常数相同的情况下的吸引力,但在某些情况下,当介电常数不相同时,会产生排斥力。排斥力的原因和可能的应用将被考虑。
2001-09-26 quant-ph
Zero and finite temperature Casimir effect of massive vector field between real metals
本文研究了两个半无限介质平板间的大质量矢量场的Casimir效应。我们首先推导出推广的Lifshitz公式,给出了Casimir相互作用能量的两个磁介电板分开的磁介电介质由于大量的矢量场的真空波动。然后,我们讨论了两个用等离子体模型描述其介电性质的真实金属半空间在低温、高温、小质量、大质量等各种极限下的Casimir能量和Casimir力的渐近行为,直到有限电导率修正的一阶。本文简要讨论了Casimir效应在Randall-Sundrum时空中的应用。
2012-06-20 hep-th quant-ph
A diffraction problem for a flat Chern-Simons layer at plane boundary of a dielectric half space is solved. The Casimir energy of two dielectric half spaces with Chern-Simons layers at plane-parallel boundaries separated by a vacuum slit is derived. Crossing from the repulsive to the attractive Casimir force is analyzed for two Au and two Si half spaces with boundary Chern-Simons layers. Boundary quantum Hall layers in external magnetic field lead to Casimir repulsion at nanoscales. We discuss features that make systems with boundary quantum Hall layers unique for force measurements and search…
2018-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Finite temperature Casimir effect in the presence of nonlinear dielectrics
从拉格朗日量出发,利用路径积分技术对非线性介质中的电磁场进行量子化,并计算了不同场的关联函数。得到了非线性介质的极化率,并确定了它们与耦合函数的关系。最后计算了有限温度下非线性介质中的Casimir能量和Casimir力。
2010-10-20 quant-ph
Casimir-Polder interactions are considered in an inhomogeneous, dispersive background. We consider both the interaction between a polarizable atom and a perfectly conducting wall, and between such an atom and a plane interface between two different inhomogeneous dielectric media. Renormalization is achieved by subtracting the interaction with the local inhomogeneous medium by itself. The results are expressed in general form, and generalize the Dzyaloshinskii-Lifshitz-Pitaevskii interaction between a spatially homogeneous dielectric interface and a polarizable atom.
2018-10-31 hep-th quant-ph
A new model for calculating the Casimir-Lifshitz force per unit length for two dielectric rods is proposed, based on the Green function method of classical electrodynamics and the Lorentz model for permittivity.
2021-02-10 physics.class-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
Electromagnetic field quantization in the presence of two semi-infinite dielectrics with moving interface is investigated in $1+1$-dimensional space-time. The moving interface is modeled for small displacements and the field equation is solved perturbatively. Input-output relations and spectral distribution of emitted photons are obtained and the effect of small transitions trough the interface discussed.
2016-07-16 quant-ph
Casimir's energy of a conducting sphere and of a dilute dielectric ball
在本文中,我们总结了出现在一个导电球和一个电介质球的卡西米尔能量的表达式中的球形模式(假设内部和外部的光速相同),然后进行频率积分。我们推导出封闭的积分表达式,使计算可以完成所有订单,而不使用正则化程序。使用轮廓积分的模式求和的技术是严格审查。
1999-09-21 cond-mat hep-ph hep-th
The Casimir Problem of Spherical Dielectrics: A Solution in Terms of Quantum Statistical Mechanics
利用H \oye - Stell等人提出的量子统计方法,以一种新的方式研究了致密介质球的Casimir能量.假设培养基稀释。事实证明,这种方法是一种非常强大的方法:我们实际上能够推导出卡西米尔能量的表达式,其中还包含由分子之间的范德华力吸引力产生的负部分。当对连续介质使用传统场论方法时,恰恰是卡西米尔能量的这一部分被证明是如此难以从形式主义中提取。假设频率截止,我们的结果与Barton最近获得的结果一致[J. Phys. A:Math. Gen. 32(1999)525]。
1999-04-14 cond-mat hep-th quant-ph
Casimir stress in an inhomogeneous medium
利用Lifshitz电磁真空能量理论研究了非均匀介质中的Casimir效应。选择一个连续依赖于一个笛卡尔坐标的介电常数函数,在每一侧由齐次介电常数约束。Casimir应力的结果在非均匀区域内的任何地方都是无穷大的,这种发散对于具有平面边界的分段均匀边界是不会发生的。可以从无限大应力中提取出单位体积的Casimir力,但它在非均匀介质和均匀介质之间的边界上发散。另一种正规化的真空应力被认为是删除在小距离的不均匀性的贡献,其中宏观电磁是无效的。交替正则化在非均匀区域内产生有限的Casimir应力,但在均匀区域的边界上,每单位体积的应力和力发散。因此,平面边界的非均匀散射的情况超出了目前对卡西米尔效应的理解。
2009-09-16 quant-ph
We find the low-temperature behavior of the Casimir-Polder free energy for a polarizable and magnetizable atom interacting with a plate made of ferromagnetic dielectric material. It is shown that the corresponding Casimir-Polder entropy goes to zero with vanishing temperature, i.e., the Nernst heat theorem is satisfied, if the dc conductivity of the plate material is disregarded in calculations. If the dc conductivity is taken into account, the Nernst theorem is violated. These results are discussed in light of recent experiments.
2020-03-23 quant-ph
Thermal corrections in Casimir interaction between metal and dielectric
本文研究了非零温下两个平行厚板(一个由金属制成,另一个由电介质制成)之间的Casimir相互作用。结果表明,在一定的温度区间内,Casimir压强和涨落场的自由能是温度的非单调函数,相应的Casimir熵可以为负。给出了这些结论的物理解释。同时,我们证明了熵在温度为零时消失,即,在金属与电介质的Casimir相互作用中,能斯特热定理是成立的。研究是通过使用一个理想的金属和稀电介质或具有频率无关的介电常数的电介质的模型进行解析,和数值的真实金属(Au)和具有不同的介电常数沿虚频轴的行为(Si和Al_2O_3)的金属。
2005-07-23 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Casimir-Polder force between an atom and a dielectric plate: thermodynamics and experiment
本文根据Lifshitz理论,得到了介质板附近原子Casimir-Polder自由能和熵的低温行为。所得到的结果被证明是一致的,如果不考虑板材料的直流电导率。在包含直流电导率的情况下,标准的Lifshitz理论(对于所有的ε)和考虑屏蔽效应的推广(对于宽范围的ε)都违反了能斯特热定理。列入屏蔽效应也被证明是不一致的卡西米尔力测量的实验数据。这种不一致的物理原因进行了阐述。
2008-09-16 quant-ph
The dielectric sphere has been an important test case for understanding and calculating the vacuum force of a dielectric body onto itself. Here we develop a method for computing this force in homogeneous spheres of arbitrary dielectric properties embedded in arbitrary homogeneous backgrounds, assuming only that both materials are isotropic and dispersionless. Our results agree with known special cases; most notably we reproduce the prediction of Boyer and Schwinger et al. of a repulsive Casimir force of a perfectly reflecting shell. Our results disagree with the literature in the dilute limit.…
2018-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Casimir Problem of Spherical Dielectrics: Quantum Statistical and Field Theoretical Approaches
本文用量子统计力学方法计算了任意温度下两个介电同心球系统的Casimir自由能。通过这种相当新颖的方法,这被证明是相当强大的(我们已经表明,这是真实的,在其他情况下也),我们首先考虑一个明确的评价的自由能的静态情况下,对应于零松原频率($n=0$)。此后,时间依赖的情况下进行检查。为了比较,我们考虑使用更常见的场论方法计算自由能,为简单起见,假设金属边界表面。
2001-02-09 cond-mat hep-th quant-ph
Casimir Problem in Spherical Dielectrics: A Quantum Statistical Mechanical Approach
本文计算了任意温度下两个介电同心球系统的Casimir相互自由能F。而F最近已被评估的特殊情况下的金属(折射率n= \infty),这里类似的结果提出了对金属,并显示图形时,n=2.0。我们的计算方法依赖于量子统计力学。当Riccati-Bessel函数的德拜展开式被执行到高阶时,发现在实践中是非常有用的(从而很容易避免上溢/下溢问题),并且即使对于l的最低值也能给出准确的结果。德拜展开式的另一个优点是,金属的极限情况变得非常适合于球面几何中的分析处理。我们首先从数学的角度讨论零频率TE模式问题,然后,作为物理输入,调用实际的色散关系。我们的分析结果,根据德鲁德色散关系作为最正确的一个在低频率的基础上,是零频率TE模式不有助于金属。因此,在这种情况下,F仅为常规值的一半。
2001-12-18 hep-th quant-ph
Born expansion of the Casimir-Polder interaction of a ground-state atom with dielectric bodies
在首阶微扰理论中,一个基态原子置于任意排列的色散和吸收线性体中的Casimir-Polder势可以用原子的极化率和体助电磁场的散射格林张量来表示。基于格林张量的玻恩级数,本文给出了Casimir-Polder势的系统展开式。玻恩展开被用来显示如何以及在何种条件下,Casimir-Polder力可以与微观多原子范德华力,一般表达式。作为应用,研究了介质环和非均匀介质半空间附近原子的Casimir-Polder势,给出了其磁化率在二阶以下的显式表达式.
2005-10-11 quant-ph
Identity of the van der Waals Force and the Casimir Effect and the Irrelevance of these Phenomena to Sonoluminescence
我们表明,卡西米尔,或零点,能量的稀释电介质球,或在电介质中的球形气泡,与组成介质的分子之间的范德华能量的总和相一致。该能量,这是有限的和排斥时,自能和表面效应被删除,可以明确地计算出无论是维延拓或zeta函数正则化。这种物理解释的卡西米尔能量似乎明确的证据,大规模的自我能源不能相关的声致发光。
1998-10-09 hep-th quant-ph
Divergencies in the Casimir energy for a medium with realistic ultraviolet behavior
我们考虑一个电介质的紫外行为,因为它遵循德鲁德模型。与稀释模型相比,这具有的优点是,对于大的频率,两种不同的介质表现相同的方式。因此,人们期望卡西米尔能量包含比稀介质近似更少的发散。我们表明,Casimir能量的球形电介质球包含只有一个发散项,体积1,它可以通过引入一个接触项类似于袋模型中所需的体积能量counterterterm重整化。PACS:12.20.Ds,03.70.+ k,77.22.Ch
2001-03-07 hep-th quant-ph
Problems in the theory of thermal Casimir force between dielectrics and semiconductors
本文考虑应用Lifshitz理论来描述半导体与晶体之间的热Casimir力。它表明,对于所有的真π(即,对于在零温度下具有零电导率的所有材料),将在非零温度下产生的非零电导率包括到介电响应模型中导致违反能斯特热定理。这一结果同样适用于简单绝缘体、本征半导体、Mott-Hubbard半导体和掺杂浓度低于临界值的杂质半导体。我们证明,在绝缘体-金属过渡的Casimir自由能突然变化,无论电导率连续或不连续变化。应用Lifshitz公式对极坐标系进行计算,得到了与温度成线性关系的大的热修正。一个规则,制定了如何应用的Lifshitz理论,以实际材料符合热力学和实验。
2008-02-26 quant-ph
Casimir energy for spherically symmetric dispersive dielectric media
考虑了球对称介质中电磁场的真空能量,色散关系中有一个截止频率。介质之间的这种频率相关的边界条件的效果被描述的{ \it不完整} $ζ$ -功能的问题。贝塞尔函数的德拜渐近展开的使用允许确定主导(体积,面积,.)Casimir能量中的能量。应用这些表达式的情况下,气泡浸没在水中进行了讨论,并发现与Schwinger的建议一致的Casimir能量在声致发光中发挥的作用的结果。PACS:03.70。k,12.20.Ds,78.60.Mq
2001-07-04 hep-th math-ph math.MP