The Casimir interaction of a massive vector field between concentric spherical bodies
本文计算了两个理想导电同心球之间的大质量矢量场真空涨落引起的Casimir相互作用能。TE对Casimir相互作用能的贡献是无质量情况的直接推广，但TM的贡献要复杂得多。每个TM模式是横向模式和纵向模式的线性组合，横向模式是无质量情况下TM模式的概括，纵向模式在无质量情况下不会出现。与两个平行的理想导电板的情况相反，在理想导电球体中没有TM离散模式相同地消失。数值模拟表明，两物体之间的Casimir相互作用力总是吸引的.
2010-12-10 hep-th quant-ph
Scattering theory of the screened Casimir interaction in electrolytes
我们应用散射方法的Casimir相互作用的两个电介质半空间之间的电解质溶液。我们考虑了介入介质的非局域电磁响应，这是由于溶液中存在可移动离子。除了通常的横模，我们考虑纵向通道和它们的耦合反射在表面的本地电介质。Casimir相互作用能是从描述相互作用表面之间的耦合的横波和纵波的往返的矩阵计算的。非零频率的贡献是近似不受离子的存在。我们发现，在零频率，从纵向通道的贡献，这是屏蔽在距离的顺序的德拜长度，旁边的未屏蔽项所产生的横磁模式。后者定义了相互作用的长距离渐近极限。
2019-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Why the Casimir Force for Magnetic Metals Computed by the Lifshitz Theory Using the Drude Model Disagrees with the Measurement Data
Central Astronomical Observatory at Pulkovo of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃中央天文台）；Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University（彼得大帝圣彼得堡理工大学）；Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高等研究院）
研究发现，使用Drude模型的Lifshitz理论计算磁性金属Casimir力时，横电贡献决定与实验数据的差异，而磁性金属的磁性仅通过传播波比例影响Casimir力。
2026-02-18 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Self-Stress on a Dielectric Ball and Casimir-Polder Forces
人们通常认为，在稀释极限下，物体之间相互作用的卡西米尔能或电介质的卡西米尔自能可以用物体组分的范德华能或卡西米尔-波尔德能之和来表示。最近，这个自我能量的命题受到了Avni和Leonhardt的挑战。物理学\ { \bf 395}，326（2018）]，他们发现具有介电常数$\varepsilon$的均匀电介质球的能量或自应力以$\varepsilon-1$阶项开始。在这里，我们证明这是不正确的。在$\varepsilon-1$中，线性项的唯一可能来源在于体能量，如果物体的材料或其周围的材料充满了所有空间，那么就会存在这种能量。由于Avni和Leonhardt正确地减去了体积项，他们发现的线性项可能是由于他们忽略了对横向应力张量的积分。
2019-09-12 hep-th quant-ph
Bohr-van Leeuwen theorem and the thermal Casimir effect for conductors
在最近的色散力文献中，估计包含导电板的系统中Casimir和Casimir-Polder相互作用的热修正的问题引起了相当大的关注。替代的理论模型，基于不同的低频外推的板的反射系数的横向电（TE）模式，提供了广泛不同的预测这种校正的幅度。在本文中，我们检查最广泛使用的处方，这个反射系数的角度来看，他们与经典统计物理学的玻尔-范列文定理的一致性，说明在热平衡横向电磁场解耦的经典极限。我们发现该定理成立的充要条件是在经典极限下TE反射系数在零频率处为零。这个标准似乎排除了一些模型，最近已被认为是描述的热修正卡西米尔压力与非磁性金属板。
2009-04-06 quant-ph
Recent solution to the Casimir puzzle awaits its experimental confirmation
本文提出卡西米尔难题的解决方案：德鲁德模型不适用于横电倏逝波区域，并通过计算与石墨烯类比，推测无耗散等离子体模型的成功源于零频双极点，等待实验验证。
2025-06-17 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Temperature Correction to Casimir-Lifshitz Free Energy at Low Temperatures: Semiconductors
卡西米尔力和自由能在低温下一直是焦点的主题一段时间。我们计算的温度修正的Casimir Lifshitz自由能之间的两个平行板的电介质材料具有恒定的电导率在低温下，描述通过德鲁德型介电函数。对于横磁（TM）模式，这样的计算是新的。进一步计算TE模式的情况下，其后提出的扩展和概括以前的工作金属。数值研究进行了验证的分析结果的正确性。
2008-07-23 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Casimir Effect for the Piecewise Uniform String
计算了分段均匀闭弦横向振动的Casimir能量。在最简单的版本中，弦由I和II两部分组成，它们通常具有不同的张力和质量密度，但始终遵守声速等于光速的条件。该模型由Brevik和Nielsen于1990年首次提出，具有吸引人的形式属性，这意味着它可以通过几种方法轻松正则化，其中最强大的方法是轮廓积分法。我们也考虑弦被分成2N段的情况，它们是交替的I型和II型材料。最后，我们对这类理论与Fulling等人最近提出的量子星图理论的关系作了一些评论。
2010-07-08 hep-th quant-ph
Presence of negative entropies in Casimir interactions
与均匀温度下的卡西米尔效应有关的负熵是一种现象，它植根于人们描述非封闭系统或封闭系统的一部分的情况。在本文中，我们表明，这种现象并不一定局限于电磁理论，但可以从相互作用的谐振子，最典型的是两个振荡器相互作用，而不是直接，而是间接通过第三个的量子理论。有两个这样的模型，实际上类似于电动力学中的横磁（TM）和横电（TE）模式。这些最简单的力学模型是几年前由J。Høye等人，Physical Review E { \bf 67}，056116（2003）.在本文中，我们再次强调的力学图像的物理意义，并扩展的理论，以便包括的情况下，有几个调解振荡器，而不是只有一个。TE振荡器表现出负熵。最后，我们明确地表明如何通过电磁场的相互作用包含两个振子模型。
2016-07-20 quant-ph
Comment on "Possible resolution of the Casimir force finite temperature correction "controversies""
最近提出的对Lifshitz公式（S. K. Lamoreaux，arXiv：0801.1283）进行了讨论。我们表明，这种修改是不一致的两个精确的实验数据，并违反能斯特热定理。预印本关于解决“明显违反热力学第三定律”的建议被证明是不正确的。
2008-03-29 quant-ph
Observation of the skin-depth effect on the Casimir force between metallic surfaces
我们对金属板和涂有不同厚度金属膜的透明球之间的卡西米尔力进行了比较测量。我们已经观察到，如果涂层的厚度小于主要有助于相互作用的电磁模式的趋肤深度，则力显著小于用厚块状膜测量的力。我们的研究结果提供了第一个直接证据的趋肤深度效应的Casimir力之间的金属表面。
2005-02-20 quant-ph
Microscopic theory of the Casimir effect
基于光子-激子哈密顿量，本文发展了一个Casimir问题的微观理论。使用著名的多体技术，我们推导出一个微扰展开的能量是免费的发散。在连续极限中，我们在小于截止距离$a$的距离处关闭相互作用，以保持能量有限。我们将表明，宏观理论的卡西米尔效应与硬边界条件是没有很好地定义，因为它忽略了原子之间的有限距离，因此，包括无限的自能贡献。然而，对于断开的物体，后者对物体之间的力没有贡献。在我们的微观理论中，没有进一步的假设，推导出了进入力的介电常数的洛伦兹-洛伦兹关系。光子格林函数可以从Dyson型积分方程计算。问题的几何形状仅通过等于电介质所占据的区域的积分区域进入该方程。该积分方程可以精确地求解各种平面和球面几何形状，而无需使用边界条件。这清楚地表明，Casimir力是由于原子之间的力。讨论了微扰展开的收敛性和金属极限。我们的结论是，对于任何介电函数的横电（TE）模式不有助于卡西米尔力的零频率项。
2005-02-18 quant-ph
Casimir force screening by a quantum Boltzmann plasma
HSE University（高等经济学院）；G.A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院 G.A.克雷斯托夫溶液化学研究所）
本文提出有限温度场论描述量子玻尔兹曼等离子体对卡西米尔力的屏蔽，揭示经典极限的德拜屏蔽及量子修正，并建立与林哈德响应和朗道抗磁性的对应。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Temperature Dependence of the Response Functions of Graphene: Impact on Casimir and Casimi-Polder Forces in and out of Thermal Equilibrium
该研究推导并分析了石墨烯的纵向与横向介电响应函数，探究其温度依赖性及零频双极点特性，应用于热平衡与非平衡下Casimir力和Casimir-Polder力的计算，为基础科学和纳米技术提供参考。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Casimir-Polder energy for axially symmetric systems
我们开发了一种形式主义适合研究麦克斯韦方程组中存在的介质是轴对称的，特别是相对于卡西米尔-波尔德相互作用能。作为应用，我们导出了电$δ$ -功能板与各向异性极化分子之间的Casimir-Polder相互作用能。我们表明，在完美的导体限制板的相互作用是不敏感的分子的极化率的取向。我们得到的Casimir-Polder能量之间的电$δ$功能球和各向异性极化分子，再次为任意取向的分子的极化率主轴。我们得到的结果时，可极化的分子是外部的球，或内部的球。给出了$δ$ -函数球的理想导电极限，以及分子位于球中心时的相互作用能。我们的一般命题是：轴对称电介质体与其极化率平行于轴的单向极化分子之间的Casimir-Polder能量仅来自于$m=0$方位模的非零贡献。结合$m=0$模式分离成横向电模式和横向磁模式的特性，该特征允许以相对容易的方式评估轴对称系统的Casimir-Polder能量。
2017-08-14 physics.class-ph quant-ph
Stress tensor for a scalar field in a spatially varying background potential: Divergences, "renormalization," anomalies, and Casimir forces
出于理解空间变化的电介质中量子涨落能量密度和应力的愿望，我们研究了具有任意共形参数的标量场的应力张量的真空期望值，在一个给定的势仅依赖于一个空间坐标的背景下。我们通过在（想象的）时间和横向空间方向上引入时空截止来调节表达。的发散捕获的零阶和二阶WKB近似。然后，应力张量通过省略取决于截止的项而被“重整化”。在这个过程中不可避免地出现的歧义都适当地注意到，并通过施加某些物理条件进行限制;一个结果是，重整化应力张量表现出预期的迹线异常。重整化应力张量没有压力异常，因为横向运动满足虚功原理。然后我们考虑一个定义壁的势，一个一维势，对于$z<0$为零，对于$z>0$像$z^α$，$α>0$一样上升。完整的有限应力张量的数值计算的两种情况下，显式解的微分方程是可用的，$α=1$和2。对于线性势，当从内部接近边界时，能量密度呈现出逆线性发散，而对于二次势，呈现出对数发散。最后，计算了两个这样的壁之间的相互作用，并表明两个壁之间的吸引Casimir压力也满足虚功原理（即，压力等于能量相对于壁之间的距离的负导数）。
2016-02-02 hep-th 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
The Casimir force between real mirrors at non zero temperature
在非零温度下耗散金属镜之间的Casimir力最近引起了相互矛盾的说法，这引起了人们对该力的理论表达的怀疑。为了有助于解决这个困难，我们回到推导力的基本原则的量子理论的损耗光学腔。我们得到一个表达式，这是有效的任意反射镜，包括耗散的，其特征在于频率依赖的反射振幅。
2003-12-31 quant-ph
Jordan-Wigner mapping between quantum-spin and fermionic Casimir effects
RIKEN Center for Computational Science（理化学研究所计算科学中心）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency (JAEA)（日本原子能机构先进科学研究中心）
本文通过Jordan-Wigner变换揭示量子自旋系统与费米子Casimir效应之间的联系，展示了有限尺寸修正与费米子Casimir效应的对应关系，并发现多种Casimir现象。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Comment on "On the temperature dependence of the Casimir effect"
最近，Brevik等人[Phys.Rev.E71，056101（2005）]提出了反对真实金属之间的热卡西米尔力的传统方法的论点，并支持替代方法之一。后者假设零贡献的横向电模式在零频率在定性上与统一的理想金属的热量子场论给出的。这些作者声称他们的方法与实验和热力学是一致的。我们证明这些结论是不正确的。我们具体表明，他们的结果是矛盾的四个最近的实验，也违反了热力学第三定律（能斯特热定理）。
2006-02-23 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Dynamical Casimir effect with cylindrical waveguides
本文研究了外圆半径随时间变化的同轴圆柱波导中的量子电磁场。场在两个圆柱表面之间的环形区域内平行于轴传播。当机械频率和环形区厚度足够小时，动态卡西米尔效应只能产生横向电磁（TEM）光子。光子发射率计算在这个政权，并与平行板的情况下，在两个圆柱形表面之间的距离很短的限制。接近力近似在此限制下的过渡矩阵元素，但发射率的规模平方与机械频率，而不是立方的平行板的依赖。
2004-08-03 quant-ph
Quantum dissipative Brownian motion and the Casimir effect
我们探讨了一个自由耗散量子粒子的热力学和两个有限导电率的镜子之间的电磁场的热力学之间的类比。虽然与其环境隔离的自由粒子将有效地处于任何非零温度的高温极限，但与环境的有限耦合导致量子效应，确保正确的低温行为。即使这样，也发现在适当的情况下，熵可以是温度的非单调函数。这种情况下，其特定的依赖于温度和阻尼常数的比例也出现在卡西米尔效应的横向电模式。在卡西米尔效应中，量子粒子耗散消失的极限和镜子无限导电的极限都是不连续的。
2009-05-22 quant-ph
Experimentum crucis for electromagnetic response of metals to evanescent waves and the Casimir puzzle
众所周知，对于德鲁德模型或等离子体模型描述的金属，使用Lifshitz理论在大分离下计算的卡西米尔力相差2倍。我们认为，这种差异是完全由横向电（S）倏逝波的贡献。考虑到金属对低频倏逝波电磁响应的实验资料缺乏，我们提出了一个测量真空中厚金属板上方振荡磁偶极子磁场的实验。根据我们的研究结果，这个字段的横向分量是由横向电倏逝波，并可能会根据描述的模型的计算中使用的板的介电常数和磁偶极子的振荡频率的数量级而变化。测量磁场的横向分量的典型参数的磁偶极子设计在1毫米线圈的形式，一个可以验证或证伪的德鲁德模型的适用性作为一个响应函数的金属在低频倏逝波的范围。这将阐明卡西米尔之谜的根源在于这样一个事实，即使用Drude模型的Lifshitz理论的理论预测与卡西米尔力在超过150 nm的分离处的高精度测量相矛盾。讨论了所建议的实验对光学和凝聚态物理中处理倏逝波的广泛主题的可能影响。
2022-11-14 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
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
Nonlocal impedances and the Casimir entropy at low temperatures
研究了Casimir力的温度依赖性问题。具体地，在低温极限的熵行为，引起了文献中的争论，进行了分析。它强调的是，在$T\to0$限制的弛豫频率的行为不发挥物理作用，因为异常集肤效应占主导地位，在这个范围内。与以前的作品，其中近似Leontovich阻抗用于分析的非局部效应相比，我们给出的问题的描述在精确的非局部阻抗。发现只有在$s$极化对Casimir力的经典部分没有贡献的情况下，Casimir熵才在$T\to0$处趋于零.然而，熵从负的一面接近零，在我们看来，不能被认为是令人满意的。分析了文献中提出的负熵问题的解决方案，并指出它不能被认为是完全的。强调了热卡西米尔效应的危机。
2005-08-08 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 energy for two and three superconducting coupled cavities
本文研究了“多腔体”的Casimir能量在组成板的金属相到超导相转变过程中的行为。我们的分析是在阿基米德实验的框架下进行的，旨在测量电磁真空能量与引力场的相互作用。为此目的，可以预见的是，通过诱导从金属相到超导相的转变来调制构成多腔耦合系统的分层结构的卡西米尔能量。这意味着对腔的行为进行彻底的研究，其中正常的金属层与超导层交替，穿过过渡。我们的研究发现，由于腔之间的耦合，主要是由辐射场的横磁模介导的，能量的变化可以很大的过渡。
2017-07-07 hep-ph hep-th quant-ph
First-principle theory of the Casimir screening effect
本文用有限温度量子场论证明，在平坦理想导电表面间含可移动离子时，离子涨落与电磁涨落独立贡献Casimir力，并强调用Schwinger公式计算零Matsubara频率分量的重要性。
2025-04-23 cond-mat.stat-mech 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
Quantum field theoretical framework for the electromagnetic response of graphene and dispersion relations with implications to the Casimir effect
本文基于量子场论极化张量研究石墨烯的非局域电磁响应，证明纵横向介电常数满足Kramers-Kronig色散关系并给出横向双重极点附加项，进而为解决Lifshitz理论与实验冲突提供石墨烯方案。
2023-05-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Comment on "Effects of spatial dispersion on electromagnetic surface modes and on modes associated with a gap between two half spaces"
最近，E。Sernelius [Phys. Rev. B { \bf 71}，235114（2005）]研究了空间色散对两个金属半空间之间的热卡西米尔力的影响。他声称，与横向磁模式相比，在零频率下，横向电模式的贡献可以忽略不计。我们证明，这一结论是不可靠的，因为当应用到卡西米尔效应，空间色散的近似描述是不合理的。
2007-01-25 cond-mat.other quant-ph
Thermal correction to the Casimir force, radiative heat transfer, and an experiment
在热量子场论的框架下，得到了用Leontovich表面阻抗描述的两种真实金属间Casimir相互作用的低温渐近表达式.结果表明，用红外光学阻抗计算的Casimir熵在零温极限为零。相比之下，使用Drude模型的阻抗计算的Casimir熵在零温度下达到正值，该正值取决于系统的参数，即，就违反了能斯特热定理。因此，红外光学的阻抗经受住了热力学测试，而Drude模型的阻抗则不能。我们还进行了唯象分析的热卡西米尔力和辐射热传递通过真空间隙之间的真正的金属板。的表征的金属的Drude模型的Leontovich阻抗的装置被证明是不一致的实验在几百纳米的分离。考虑到弛豫过程，提出了红外光学阻抗的修正。从这个阻抗预测的辐射传热的功率是几倍小于以前的预测，由于不同的贡献，从横向电倏逝波。讨论了Lifshitz公式中低频项的物理意义。它的结论是，新的测量辐射传热需要找到适当的描述金属的电磁涨落理论。
2007-08-18 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Special features of the thermal Casimir effect across a uniaxial anisotropic film
本文研究了两个由不同各向同性材料制成的平行板之间的热Casimir力，这两个平行板之间被单轴各向异性薄膜隔开。在T=300K时，采用适合于各向异性中间层的完整Lifshitz公式，在非相对论极限下，对Casimir压力进行了数值计算.它示出的范德华力的标准（nonrelativistic）理论是不适用的，在这种情况下，因为延迟的影响，甚至为几个纳米的膜厚度作出了重大贡献。我们还得到了简单的解析表达式的经典Casimir自由能和压力的大膜厚度（高温）。与各向同性的情况下，介入膜，两个金属板的经典Casimir自由能和压力示出依赖于各向异性膜的静态介电常数。另一个有趣的特征是，经典极限是在比真空间隙短得多的板之间的分离处实现的。所获得的结果的可能的应用进行了讨论。
2015-07-06 cond-mat.other quant-ph
Proximity force approximation and specular reflection: Application of the WKB limit of Mie scattering to the Casimir effect
本文用平面波基散射方法研究了两个球之间的电磁Casimir相互作用。结果表明，邻近力近似（PFA）对应于Mie散射的镜面反射极限。在散射振幅的德拜展开中，直接反射项采用首阶半经典WKB近似，证明了PFA对球-球和平面-球几何中的任意材料和温度都提供了正确的首阶发散。我们的推导意味着，只有一小部分的相互作用的球面之间的最接近的点周围的PFA制度作出贡献。相应的特征长度尺度估计从鞍点近似内获得的高斯被积函数的宽度。在低温下，与热校正相关的面积比对零温度结果有贡献的面积大得多。
2018-03-06 quant-ph
Casimir effect for magnetic media: Spatially nonlocal response to the off-shell quantum fluctuation
我们将Casimir力的Lifshitz理论推广到两个平行磁性金属板具有空间非局域介电响应的情况。通过求解电磁波入射到磁性金属半空间边界平面上时的麦克斯韦方程组，得到了用半空间的磁导率和纵向、横向介电函数表示的表面阻抗的精确表达式。这使得应用程序的Lifshitz理论与反射系数通过表面阻抗的磁性金属（Ni）板之间的卡西米尔压力的计算，其介电响应所描述的替代非局部响应函数的情况下引入的磁性介质。结果表明，在100 ~ 800 nm的间距范围内，用非局域和局域响应函数计算的Casimir压强相差不到1%.在几微米的分离，这两种方法的预测之间的差异，并使用德鲁德函数之间的一个获得百分之几十。我们还计算了Casimir力的梯度之间的Ni涂层表面的球和板使用替代的非局部响应函数，并找到一个非常好的协议与测量数据。所获得的结果所确定的离壳量子涨落的解决长期存在的问题，在卡西米尔物理的影响进行了讨论。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Casimir Theory of the Relativistic Composite String Revisited, and a Formally Related Problem in Scalar QFT
本文的主要内容是对零温和有限温下分段均匀闭弦横向振动的Casimir能量进行了新的评述。我们使用三种不同的正则化：截断法，复轮廓积分法和zeta函数法。弦模型是相对论性的，在这个意义上，每个弦段的声速都等于光速。在这个意义上，该理论类似于介电介质中的电磁理论，其中介电常数和磁导率的乘积等于1（等折射介质）。我们演示了如何工作的形式主义的两件字符串，并为2N件字符串，并显示如何在后一种情况下，一个紧凑的递归关系，以促进形式主义相当。卡西米尔能量是负的，而且越是负的，弦中的碎片就越多。两段弦在D维时空中是量子化的，在两种张力之比非常小的极限。我们计算的自由能和其他热力学量，证明标度特性，并评论的意义上的Hagedorn临界温度的两件弦。此后，作为一个新的发展，我们提出了一个标量场理论的三维空间中的一个真正的领域，在一个潜在的线性上升与纵向坐标z在0<z<1的间隔，并在此后保持恒定的水平高原。在简化条件下，将两段弦势的长度比形式上用长度参数z代替，得到了两段弦势的一个粗略模型。
2012-06-25 hep-th quant-ph
The Casimir Problem of Spherical Dielectrics: Numerical Evaluation for General Permittivities
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。本文是早期研究[Phys. Rev. E { \bf 63}，051101（2001）]的继续，其中仅对理想金属（折射率n=无穷大）的情况下完整地评估F。在这里，类似的结果，提出了为，为一些选定的值n。我们的基本计算方法源于量子统计力学。德拜展开的Riccati-Bessel函数时，进行到一个高的顺序被发现是非常有用的，在实践中（从而溢出/下溢问题很容易避免），并给出准确的结果，即使是最低值的l下降到l=1。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模式的问题，然后，作为一个物理输入，调用实际的色散关系。我们的分析的结果，根据德鲁德色散关系，在低频下，零频率TE模式不有助于一个真正的金属。因此，在这种情况下，F仅为高温下常规值的一半。然而，德鲁德模式在这方面的适用性最近受到质疑，我们不打算在这里全面讨论这个问题。现有的实验是低温实验，到目前为止还不够准确，无法区分不同的预测。我们还明确地计算了零频率模式的介质的贡献。对于电介质，不存在这种零频率问题。
2002-06-27 hep-th quant-ph
Dispersion forces inside metallic waveguides
本文研究了横向尺寸$a$小于偶极特征波长的金属波导中偶极对的色散能。我们发现，$a$设置的规模，从准静态的，范德华力，相互作用的延迟，卡西米尔-波尔德样。而在延迟状态下，能量随偶极间距离呈指数衰减，典型的倏逝波，在范德华状态下，获得已知的自由空间结果。这种短程缩放意味着波导内色散相互作用的加性扩展到更密集的介质，以及对此类结构中相关Casimir效应的修改。
2013-06-12 quant-ph
Dynamical Casimir Effect in a small compact manifold for the Maxwell vacuum
研究了定义在小型紧致流形${\mathbb{M}}$上的Maxwell系统配分函数的新贡献。这些新项不能用具有两个横向偏振的物理传播光子来描述。相反，这些新的贡献出现作为隧道事件的结果时，拓扑结构不同，但物理上相同的真空缠绕状态之间发生的过渡。这些新项对卡西米尔压力有额外的贡献，但尚未被测量。我们认为，如果同一个系统被认为是在一个小的外部时间依赖的磁场的背景下，比将有光子从真空中发射，类似于动态卡西米尔效应（DCE）时，真正的粒子辐射从真空中，由于时间依赖的边界条件。与传统的DCE不同的是，我们系统中真空的动力学与传统自由度的波动（虚光子）无关。相反，在我们的情况下，辐射是由于在依赖于时间的背景中拓扑上不同但物理上相同的$|k>$扇区之间的隧穿事件而发生的。我们评论这种新的效果与众所周知的，实验观察到的，和理论上理解的现象，在正常的金属环的持续电流的关系。我们还评论这种效应可能的宇宙学应用。
2015-01-29 cond-mat.str-el gr-qc hep-ph
Topological Casimir effect in a quantum LC circuit: real-time dynamics
研究了定义在紧致小流形${\mathbb{M}}$上的Maxwell系统配分函数的新贡献，该流形具有非平凡映射$π_1[U(1)]\cong\mathbb{Z}$ .这些贡献不能用具有两个横向偏振的传统物理传播光子来描述，而是作为拓扑上不同但物理上相同的真空缠绕状态之间的隧穿跃迁的结果出现。\exclude{These new terms give an extra contribution to the Casimir pressure, yet to be measured.}我们认为，如果同一系统被认为是在一个小的外部时间依赖的E\&M场的背景下，那么真正的物理光子将从真空中发射出来，类似于动态卡西米尔效应（DCE）的光子辐射从真空中由于时间依赖的边界条件。这种分析的基本技术困难在于，物理光子在质量壳上的辐射本质上是一种实时Minkowski现象，而拓扑$|k\rangle$扇区之间的真空涨落则依赖于欧几里得瞬子公式。我们克服了这一障碍，通过引入辅助拓扑领域，允许一个简单的分析继续之间的闵可夫斯基和欧几里德描述，并开发一个量子力学技术来计算这些影响。我们还提出了一个实验实现这种小的影响，使用适当的边界条件的微波腔。最后，我们评论这种效应可能的宇宙学意义。
2017-03-02 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Casimir-Polder Force on Atoms or Nanoparticles from the Gapped and Doped Graphene: Asymptotic Behavior at Large Separations
本文在Lifshitz理论框架下研究具有能隙和化学势的石墨烯对原子或纳米粒子的Casimir-Polder力，推导了大间距下零频项的解析渐近表达式，并揭示了石墨烯经典极限与零频项大间距极限之间的差异及其对能隙和化学势的依赖关系。
2023-08-05 quant-ph
The Casimir free energy of peptide films on a silicon substrate: Impact of dielectric-to-metal transition in silicon and nanoparticles in peptide
Central Astronomical Observatory at Pulkovo of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃中央天文台）；Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University（彼得大帝圣彼得堡理工大学）
研究硅衬底的介电-金属相变及肽膜中纳米颗粒对卡西米尔自由能的影响，明确了肽膜厚度临界值的变化规律，为其在有机电子和生物医学的应用提供理论依据。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comment on "Universal Thermal Radiation Drag on Neutral Objects"
在最近的一封信[物理。91，220801（2003）]，V. Mkrtchian和同事计算了作用在运动物体上的辐射压力，假设电磁场的温度为$T,$，速度远小于$c.$。他们考虑了导体和导体，并将该效应与Casimir耗散力联系起来。在这里，我们声称，他们的方法可能只适用于瑞利-甘茨散射制度，这对应于非常小的粒子和/或电磁稀薄介质。此外，我们认为，他们的解释卡西米尔效应是误导，因为真空涨落没有贡献（隐含假设）制度的匀速运动。
2004-05-26 quant-ph
Probing the screening of the Casimir interaction with optical tweezers
利用光镊测量了水溶液中两个二氧化硅微球在距离为$0.2\,μ$ m到$0.5\,μ$ m范围内的胶体相互作用。当采用具有低盐浓度的样品时，所产生的相互作用由充分表征的排斥性双层相互作用主导。当将盐的$0.22\,$ M添加到我们的样品中时，双层相互作用被抑制，从而导致纯吸引的Casimir信号。在分析势能和力的实验数据时，我们发现与基于散射方法的理论结果很好地吻合。在实验探测的距离范围内，相互作用主要来自未屏蔽的横向磁贡献在零频率极限，与非零松原频率提供了一个可以忽略不计的贡献。与此相反，这种未屏蔽的贡献不包括在电解质溶液中的卡西米尔相互作用的标准理论模型，其中的零频率项被单独视为静电波动效应。因此，在这个标准模型中，所产生的吸引力太弱了，大约弱了一个数量级，无法解释实验数据。总体而言，我们的实验结果揭示了热零频率贡献的性质，并表明极性液体之间的卡西米尔吸引力具有比以前预测的更长的范围。
2021-06-24 cond-mat.soft 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
Closed time path approach to the Casimir energy in real media
在开放量子系统的框架下，应用闭合时间路径方法研究了真实物质存在下标量场的能量动量张量期望值随时间的演化.当标量场与被描述为量子布朗粒子的物质的偏振自由度相互作用时，我们分析了完全非平衡情形下的量子涨落。对两种场与材料耦合情况进行了分析。一方面，我们考虑了双线性耦合，另一方面，在电磁场与物质相互作用的情况下，考虑了（更现实的）电流型耦合。我们考虑了场的高温极限，保持材料体积元的每个部分的任意温度。我们得到了Hadamard传播子的一个封闭形式，这使我们可以研究能量动量张量分量的期望值从初始时刻开始的动力学演化。我们表明，两个贡献总是发生在瞬态演化：其中之一是与材料和其他一个只与字段。瞬态特性进行了研究，并在几种情况下的长时间限制。我们证明了在n + 1维场的稳定情况下，物质总是有贡献的，除非是非耗散的。相反，适当的场的贡献消失，除非材料是非耗散的，或者，此外，至少对于1 + 1的情况下，如果有区域没有材料。我们的结论是，在1 + 1维的任何稳定的量子化方案必须考虑这两个贡献，我们认为为什么这些结果是物理预期从动力学的角度来看，也可能是有效的更高的维度的基础上预期的连续性之间的非耗散和真实的材料的情况。
2014-04-28 hep-th quant-ph
Casimir effect for a massive scalar field confined between parallel plates with a spatially varying effective mass
Universidade Federal da Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）
研究平行板间大质量标量场在位置依赖有效质量下的卡西米尔效应，通过求解克莱因 - 戈登方程获精确模式，经量子化和正则化评估真空能量，结果表明两种贡献在不同区域有不同表现，建立了与量子真空现象联系并提供新框架。
2026-09-29 gr-qc hep-th math-ph
Vacuum Casimir energy densities and field divergences at boundaries
我们考虑和审查出现的奇异能量密度和场起伏的尖锐边界或点状场源在真空中。场的奇异能量密度的存在从概念的观点来看可能是相关的，因为它们有助于系统的自能。它们还应该产生显著的引力效应。我们首先考虑金属边界与真空之间的界面的情况，并通过从电介质到理想导体的适当限制，得到界面处的奇异电和磁能密度的结构。然后，我们考虑的情况下，一个点状源的电磁场，并表明，也在这种情况下，电和磁能密度显示在源位置的奇异结构。我们讨论如何，在这两种情况下，这些奇异性给系统的电磁自能的重要贡献，而且，他们解决了一个明显的不一致的空间积分的字段能量密度和平均值的字段哈密顿量之间。奇异行为，我们发现软化，甚至消除，边界波动的空间和扩展的场源。我们详细讨论的情况下，反射边界是不是固定在空间中，但被允许移动的平衡位置，其位置的量子涨落的影响下。具体地说，我们考虑一个简单的情况下，一维无质量的标量场在一个腔室与一个固定和一个移动的壁描述的量子力学。与固定壁的情况相比，我们研究了壁的可能运动如何改变真空涨落和场的能量密度。此外，我们明确地显示了如何波动运动的墙壁涂抹了在边界处的字段能量密度的奇异行为。
2015-05-14 hep-th quant-ph
