Casimir Effect for a Semitransparent Wedge and an Annular Piston
本文考虑Dirichlet圆柱封闭的无限楔形体中无质量标量场的Casimir能量,楔形体由$δ$函数势,即所谓的半透明边界构成.得到了对应于电弧的Casimir能量的有限表达式以及两个不透明势的存在,由此可以导出侧壁上的扭矩。计算中最有趣的部分是角模函数的非平凡性质。数值计算结果是密切类似于最近发现的磁介质楔,具有相同的光的速度在楔边界的两侧。替代方法开发的环形区域与径向非透明的潜力,减少格林函数的角度依赖性的基础上,它允许使用多重散射形式主义的计算。相应的径向板上的扭矩的数值结果同样计算,推广那些楔形几何形状。导出了计算可分几何中Casimir能量的一般公式。
2009-11-05 hep-th quant-ph
Casimir force between integrable and chaotic pistons
本文对长圆柱内两个相同活塞间的Casimir力进行了数值计算,考虑了活塞的不同形状。活塞可以看作是量子台球,其频谱决定真空力。频谱的平滑部分固定了短距离的力,并且仅取决于几何量,如活塞的面积或周长。然而,纠正条款的力量,来自振荡的频谱的一部分,这是有关的经典动力学的台球,是定性不同的经典可积或混沌系统。我们已经进行了详细的数值分析,相应的Casimir力的活塞与规则和混沌的经典动力学。对于一个家庭的体育场台球,我们已经发现,卡西米尔力的纠正部分提出了一个突然的变化,从规则的过渡到混乱的几何形状。
2010-07-27 nlin.CD quant-ph
Casimir Forces in a Piston Geometry at Zero and Finite Temperatures
研究了具有理想金属边界条件的封闭箱(活塞)中隔板上的Casimir力。相关的封闭几何已经引起了人们对排斥力候选者的兴趣。通过使用光路展开,我们精确地解决了活塞的情况下,一个矩形截面,并发现该力总是吸引分区到最近的基地。对于任意的截面,我们可以用态密度的展开式来计算小高宽比极限下的力。对平行板间力的修正与截面的形状有很好的关系。最后,对于实验范围内的温度,我们计算力的有限温度修正(再次假设完美的边界)。
2007-11-18 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Weak and Repulsive Casimir Force in Piston Geometries
本文半经典地研究了类活塞几何中的Casimir力。作用在活塞上的力是有限的和物理的,但是对于领先的半经典近似,它强烈地依赖于周围空腔的形状。而这个力是吸引的活塞在平行六面体与平坦的气缸盖,其中的半经典近似的周期轨道是准确的,这种近似的活塞上的力为一个半圆柱形的头部消失,并成为排斥的圆柱截面与半球形的头部。在领先的半经典近似中,力的符号与活塞与其壳体之间的短周期轨道的广义Maslov指数有关。
2007-05-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
The perfect magnetic conductor (PMC) Casimir piston in d+1 dimensions
理想磁导体(PMC)边界条件是理想电导体(PEC)边界条件的对偶,可以看作是QCD中强子袋模型边界条件的电磁模拟。通信技术的最新进展和要求已经引起了人们对PMC和Casimir实验的极大兴趣,这些实验涉及可能在不久的将来进行的近似PMC的结构。本文在$d+1$维中研究零温PMC-Casimir活塞。PMC Casimir能量通过对$p+1$维Dirichlet能量求和来明确地评估,其中p的范围从2到$d$(包括2和$d$)。我们推导出两个精确的$d$维表达式的Casimir力的活塞,并发现该力是负的(吸引力)在所有的维度。这两个表达式都适用于2+1和3+1维的情况。从我们的工作的副产品是一个贡献的PEC文献:我们获得了一个有用的替代表达式PEC卡西米尔活塞在3+1维,也评估卡西米尔力每单位面积上的无限条,几何实验的兴趣。
2008-05-27 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Numerical Analysis of some Generalized Casimir Pistons
本文用世界线法计算了活塞在半径为$r$的圆柱体上受标量场作用时的Casimir力,该圆柱体带有半径为$R>r$的球冠。几何减法方案给出了确定Casimir力的有限相互作用能。凸域的谱函数由凸曲面上的概率测度得到,该概率测度由以凸曲面为壳的布朗桥上的维纳测度导出。满足狄利克雷边界条件的标量场作用在活塞上的真空力在这些几何形状中是有吸引力的,但该力的强度和短距离行为关键取决于活塞壳体的形状。对于带有半球形封头的圆柱形壳体,$a/R\sim 0$的力不依赖于壳体的尺寸,并且在数值上接近$\sim - 0.00326(4)\hbar c/a^2$。半经典的这种渐近力是由于短,封闭和非周期性的轨迹,反映了一次关闭活塞附近的周边。当$a/r\ll r/R\leq 1$在统计误差范围内再现数值结果时,力的半经典估计$-\hbar c/(96πa^2)(1+2\sqrt{R^2-r^2}/a)$。
2008-10-06 quant-ph
Repulsive Casimir effect from extra dimensions and Robin boundary conditions: from branes to pistons
本文计算了具有一般曲率耦合参数的大质量标量场的Casimir能量和Casimir力,该标量场位于具有任意内部空间的$(D+1)$维背景时空上,在两个余维1平行板上满足Robin边界条件.最一般的情况下,不同的罗宾系数上的两个单独的板被认为是。与独立的内部空间的几何形状,Casimir力被认为是吸引的特殊情况下的Dirichlet或Neumann边界条件的两个板和排斥的Dirichlet边界条件的一个板和Neumann边界条件的其他。对于Robin边界条件,Casimir力可以是吸引力或排斥力,这取决于Robin系数和板之间的分离,这实际上是显着和有用的。事实上,我们证明了存在一个平衡点的板间距离,这是稳定的,由于卡西米尔力,并表明,稳定性增强的额外维度的存在。讨论了这些性质在膜世界模型中的应用。最后,将相应的结果推广到任意截面活塞的几何形状。
2009-02-04 gr-qc hep-th quant-ph
Multiple Scattering: Dispersion, Temperature Dependence, and Annular Pistons
我们回顾了各种应用程序的多次散射的方法来计算Casimir力之间的分离机构,包括分散,楔形几何形状,环形活塞,和温度的依赖性。在许多情况下得到了精确的结果。
2010-07-20 hep-th quant-ph
Stochastic Quantization and Casimir Forces: Pistons of Arbitrary Cross Section
最近,一种基于随机量子化的方法被提出来计算Casimir力及其在任意几何中的涨落。它依赖于给定几何中拉普拉斯算子的谱分解。量子和热涨落被认为是。本文用这种方法计算了任意截面的有限长活塞板上的Casimir力。得到了在低温和高温以及短距离和长距离下有效的渐近表达式。本文详细分析了三角形截面活塞的情况。描述了发散应力张量的正则化。
2012-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
From the moving piston to the dynamical Casimir effect: explorations with shaken condensates
近年来,超冷原子均匀束缚势的实验实现,使量子声学谐振器的产生和量子场论的非平衡动力学研究成为可能。这些系统提供了一个有前途的新平台,研究动态卡西米尔效应,因为它们允许实现相对论,即近音速,边界的速度。与以前研究的光学和经典流体动力学系统相比,超冷原子允许实现更广泛的一类经典驱动和真空压缩相结合的动力学实验。本文从理论上讨论了两类一维移动边界凝聚体相互作用的实验。我们的分析是基于Luttinger液体模型,它利用紧急共形对称的低能量部门的Lieb-Liniger模型。我们考虑的第一个系统是一个可变长度的干涉仪与两个Y结背靠背连接。我们表明,动力学的干涉仪的两个臂之间的相对相位可以分析使用的形式主义发展的Moore在一个腔中的电磁真空压缩与移动镜的问题。我们讨论的第二个系统是一个单一的凝聚体在一个盒子势与周期性移动的墙壁。该系统表现出经典的激励模式与驱动器的谐振以及非线性产生的非谐振模式。此外,我们发现强参数多模压缩模式之间的能量差匹配的驱动频率的整数倍。
2018-12-12 hep-th quant-ph
The cutoff-dependence of the Casimir force within an inhomogeneous medium
我们考虑活塞几何中电磁场的基态能量。在理想情况下,活塞和腔室的壁被视为完美的镜子,活塞上的卡西米尔压力是有限的,并且与组成镜子的介质的小尺度物理无关;系统的卡西米尔能量可以被正则化,并且是截止无关的。然而,我们发现,当活塞的身体充满了不均匀的电介质,卡西米尔能量是截止依赖的,因此,压力的值是不可避免地依赖于详细的行为的镜子和介质在大波矢。这一结果是不一致的,最近的建议正则化Casimir力在非均匀介质中。
2013-02-21 math-ph math.MP quant-ph
Stochastic Quantization and Casimir Forces
在本文中,我们展示了如何由Parisi和吴开发的随机量子化方法可以用来获得Casimir力。量子和热涨落都考虑到了一个朗之万方程的字段。该方法允许卡西米尔力直接获得,来自应力张量,而不是自由能。它只需要在给定的几何拉普拉斯算子的谱分解。形式主义也提供了力的涨落的一种表示。作为应用,我们计算了任意截面有限长活塞板上的Casimir力。波动的力量也直接获得,它表明,在活塞的情况下,方差的力量是两倍的力量平方。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the Direction of Casimir Forces
满足狄利克雷边界条件的无质量标量场所产生的Casimir力可以吸引或排斥瓶状容器颈部的活塞。使用世界线的形式主义,这种行为是有关的两种类型的布朗桥的相互作用能的竞争贡献。它定性也预计从吸引力的长期两体之间的边界的成分的力量。提出了一种几何减法方案,避免发散的贡献的相互作用能和分类的布朗桥,有助于力。这些都是有限长度的,并且卡西米尔力可以被分析,并且原则上可以精确计算,而不需要求助于正则化或解析延拓。世界线的分析是强大的相对于活塞和烧瓶的形状的变化,与长程力的类比表明,中性原子和粒子也被吸引到开口管(或纳米管)的电磁起源的卡西米尔力。
2008-08-28 quant-ph
Attractive Casimir Forces in a Closed Geometry
研究了作用在任意截面导电活塞上的Casimir力。我们找到了矩形截面的精确解,以及当截面为任意形状时,小高宽比渐近展开式中的前三项。尽管由于壁的存在而减弱了,卡西米尔力却总是有吸引力的。对于相关的构型,如立方体,排斥卡西米尔力的声明是无效的截止依赖性。
2006-01-28 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Experiment, theory and the Casimir effect
本文讨论了Casimir效应的场论描述与Casimir力测量实验之间的一些问题。这些问题之一是与满足一般物理要求的理想金属矩形盒中Casimir自由能的定义有关。研究表明,对带有隔板(活塞)的矩形箱的考虑并不能否定之前已知的针对没有活塞的箱获得的结果。两组结果被发现是在相互协议。另一个问题是使用的邻近力近似的实验数据的解释和搜索的分析结果超出PFA的基础上的第一原则的量子场论。接下来,我们讨论实验精度和实验与理论之间一致性的度量的概念。这两个概念之间的根本区别是明确的。最后,最近的方法考虑屏蔽效应的热Casimir力被应用到实际金属。结果表明,这种方法是理论和实验不一致的。这种不一致的物理原因与违反热平衡有关,这是Lifshitz理论的基本适用条件。
2009-03-04 quant-ph
Casimir forces in the time domain II: Applications
我们之前的论文介绍了一种方法来计算Casimir力在任意几何形状和任意材料,是基于时域有限差分(FDTD)计划。在这篇手稿中,我们专注于我们的方法的有效实施的几何形状的实际利益和扩展我们以前的概念验证算法在一维的问题在二维和三维,引入了一些新的优化。我们认为Casimir活塞式的问题与非单调和单调的力依赖于侧壁分离,无论是以前解决的几何形状,以验证我们的方法,也为新的几何形状,涉及磁性侧壁和/或圆柱形活塞。我们包括现实的电介质材料来计算悬浮硅波导之间的力或周期性凹槽的悬浮膜上,还演示了PML吸收边界和/或周期性边界的应用。此外,我们将这种方法应用到一个可实现的三维系统中,其中二氧化硅球稳定地悬浮在流体上面的缩进金属基板。更一般地说,该方法允许现成的FDTD软件,已经支持各种各样的材料(包括电介质,磁性,甚至各向异性材料)和边界条件,被利用的卡西米尔问题。
2009-10-27 quant-ph
Multiple Scattering Casimir Force Calculations: Layered and Corrugated Materials, Wedges, and Casimir-Polder Forces
描述了多重散射技术在计算卡西米尔能量中的各种应用。这些包括各种尺寸和形状的稀释体之间的相互作用,温度依赖性,与多层和波纹体的相互作用,以及精确可解的可分离体的新例子。
2009-10-16 hep-th quant-ph
Calculation of nonzero-temperature Casimir forces in the time domain
我们展示了如何计算卡西米尔力在非零温度与时域电磁模拟,例如使用时域有限差分法(FDTD)。与我们以前的零温度时域方法相比,只需要一个小的修改,但我们解释说,需要一些照顾,以正确地捕捉零频率的贡献。我们验证了对分析和数值频域计算的方法,并显示了一个令人惊讶的高温消失的非单调行为,以前证明了在一个类似活塞的几何形状。
2010-11-22 quant-ph
The Casimir force of Quantum Spring in the (D+1)-dimensional spacetime
我们最近的论文\cite{Feng}研究了无质量标量场在称为量子弹簧的螺旋边界条件下的Casimir效应。本文利用zeta函数方法研究了$(D+1)$维时空中有质量和无质量标量场的量子弹簧Casimir效应。我们得到了任意$D$的Casimir能量和Casimir力的精确结果,表明了二维空间的$Z_2$对称性.在无质量的情况下,Casimir能量和Casimir力在奇数维和偶数维空间有不同的表达式,但在这两种情况下,力都是吸引力。在奇维空间的情况下,Casimir能量密度可以用伯努利数表示,而在偶维空间的情况下,它可以用$ζ$ -函数表示。我们还证明了Casimir力有一个极大值,它依赖于时空的维数。特别地,对于一个有质量的标量场,我们发现Casimir力随场质量的变化而变化。
2010-08-24 hep-th quant-ph
The Casimir force between dissimilar mirrors and the role of the surface plasmons
本文研究了两个材料性质分别用Drude或Lorentz模型描述的不同平面镜之间的Casimir力。我们分析计算的短距离和长距离的渐近力和相互作用的表面等离子体激元的影响,其行为。特别是我们讨论的条件下,卡西米尔排斥可以实现。
2008-10-30 hep-th quant-ph
Lateral Casimir force beyond the Proximity Force Approximation
我们认为,适当的变量来研究一个非平凡的几何形状依赖的Casimir力的Casimir力的横向分量,我们评估两个波纹金属板的邻近力近似(PFA)的有效性之外。金属板由等离子体模型描述,等离子体波长、板间距和周期为任意值,周期振幅保持最小长度尺度。我们的分析表明,在现实的实验情况下,接近力近似高估的力量高达30%。
2006-10-10 hep-th quant-ph
Vacuum Energy and Repulsive Casimir Forces in Quantum Star Graphs
Casimir活塞是一种可以计算有限Casimir力而无需任何可疑重整化的模型。有人认为,这种力总是吸引的,但我们提出了几个反例,特别是一个简单类型的量子图,其中的力的符号取决于边缘的数量。我们还证明了量子图中的Casimir力可以通过对经典轨道求和来可靠地计算,并研究了周期轨道展开的收敛速度。在一般情况下,没有可用的解析表达式,卡西米尔力的符号和近似大小往往可以得到只使用最短的经典轨道。
2007-03-27 nlin.CD 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
Compact dimensions and the Casimir effect: the Proca connection
本文研究了半径为R的圆上紧化的额外维($M^4\times S^1$时空)的Casimir效应。我们的出发点是Kaluza Klein分解的5D麦克斯韦作用分为一个无质量的部门包含4D麦克斯韦作用和额外的无质量标量场和Proca部门包含4D规范场与质量$m_n=n/R$其中$n$是一个正整数。重要的一点是,在存在理想导电平行板的情况下,三个自由度不产生三个离散(非穿透)模式,而是产生两个离散模式和一个连续(穿透)模式。无质量扇区再现了Casimir的原始结果,Proca扇区产生了修正。Proca连续模式的贡献是在Lifshitz理论的框架内获得的,而离散模式是通过5D公式计算的活塞几何形状。超紧维的一个有趣的表现是,理想导电板之间的卡西米尔力取决于板的厚度。
2008-12-05 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Repulsive Casimir forces
讨论了具有非平凡磁化率的电介质材料之间的Casimir排斥力。结果表明,考虑范德华力和Casimir Polder力的天真的成对求和的基础上,不仅可能会给出一个不正确的估计的总Casimir力的大小,但甚至错误的力的符号时,涉及高介电和磁响应的材料。事实上,排斥Casimir力可以发现在一个大的参数范围内,我们认为,该效果可以在已知的材料中实现。排斥Casimir力的现象可能是重要的实验研究和纳米机械应用。
2002-02-20 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Casimir Forces: An Exact Approach for Periodically Deformed Objects
提出了一种计算周期变形物体间Casimir力的新方法。这种方法允许,第一次,一个严格的非微扰治疗卡西米尔效应的断开对象超越卡西米尔的原始两板配置。该方法考虑到集体性质的波动引起的力量,超越了常用的两体范德华力的两两相加。作为该方法的一个应用,我们精确地计算了波纹平板与矩形波纹板之间的标量场涨落引起的Casimir力。在后一种情况下,发现力总是吸引力。
2002-06-28 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Comment on ``Lateral Casimir force beyond the proximity-force approximation''
我们证明了Rodrigues等人(PRL,v.96,100402,2006)描述波纹表面之间的横向Casimir力的方法与Bogg等人(PRA,v.67,022114,2003)的路径积分理论不一致,并且所使用的近似不适合与实验进行比较。
2007-02-06 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Thermal Casimir vs Casimir-Polder forces: Equilibrium and non-equilibrium forces
我们批判性地讨论了共同的信念,热卡西米尔-波尔德力总是可以表示为松原和,因为它是真实的卡西米尔力。相反,原子-场耦合的精确处理表明,对于基态原子,与虚光子吸收相关的项有助于被识别为非平衡动力学的签名的力。当用基态极化率代替热态极化率时,甚至作用在热化原子或分子上的平衡力也可能被高估。
2008-08-14 quant-ph
Vacuum Stress and Closed Paths in Rectangles, Pistons, and Pistols
矩形腔是可解的模型,但它触及了量子场真空能量的许多有争议或神秘的方面。本文用镜像法或闭经典(或光)路法,对矩形域中的二维标量场进行了深入的研究,在这种情况下,镜像法是精确的。对于每一点r和每一个开始和结束于r的镜面反射路径,我们提供了应力张量T_{μν}(r)的所有分量的公式,对于曲率耦合常数的所有值和紫外截止参数的所有值。任意组合的狄利克雷和诺依曼条件的四个方面可以处理。总能量也进行了调查,路径path. These结果被用来试图澄清排斥(向外)力的物理现实的预测,忽略边界发散和外部的盒子的计算。以前的作者已经研究了避免这些问题的“活塞”几何形状,并发现力是吸引力。我们考虑一个“手枪”的几何形状,更接近于一个可移动的盖子的盒子的原始问题。我们再次发现一个吸引力,虽然它的起源和详细的行为是有点不同的活塞的情况。然而,手枪(和活塞)模型可以被批评为将理想化的边界条件扩展到物理上不可信的短距离。因此,有兴趣看看是否离开紫外线截止有限产量的结果是更合理的。然后,我们发现,力强烈地依赖于一个几何参数;它可以被排斥,但只有通过迫使该参数进入政权的模型是最不令人信服的物理。
2009-02-12 hep-th math-ph math.MP
Matter-screened Casimir force and Casimir-Polder force in planar structures
使用最近发展的Casimir力理论(Raabe C和Welsch D-G 2005 Phys.Rev.A71013814),我们计算作用在平面壁前面的板上的力以及在板是填充壁前面的空间的物质的一部分的情况下作用在板上的力。我们表明,在介电常数接近于1的介质板的极限下,在前一种情况下获得的力减小到普通的,即,作用在孤立原子上的非屏蔽Casimir-Polder力。在后一种情况下,理论产生了被周围物质屏蔽的卡西米尔-波尔德力。
2005-11-16 quant-ph
Finite-Element Simulation of Casimir Forces in Arbitrary Geometries
建立了三维有限元数值模拟方法,研究了任意几何形状下的Casimir力。通过与解析方程计算结果的比较,验证了该程序的正确性。将模拟应用到以前未评估的配置中,发现了新的Casimir特性,例如沟槽状结构中的排斥Casimir力。
2004-05-04 quant-ph
An exact solution for the Casimir force in a spherically symmetric medium
我们计算了量子真空的力,卡西米尔力,在球对称介质中,麦克斯韦的鱼眼,周围有一个完美的镜子,并得出一个精确的解析解。我们的解决方案质疑了球面镜的卡西米尔力是排斥力的观点--我们发现了一种在镜面处发散的吸引力。
2011-07-03 quant-ph
The Casimir force for passive mirrors
我们证明了具有任意频率依赖反射率的反射镜之间的Casimir力服从由于因果性和无源性而产生的边界。该力总是小于两个完全反射镜之间的卡西米尔力。特别是对于窄带反射镜,发现力随着反射镜的带宽而减小。
1998-01-23 quant-ph
Computation and visualization of Casimir forces in arbitrary geometries: non-monotonic lateral forces and failure of proximity-force approximations
我们提出了一种计算任意几何形状的Casimir力的方法,具有任何所需的精度,可以直接利用标准的数值电磁技术的效率。使用最简单的有限差分实现这种方法,我们得到的协议与过去的结果为圆柱板的几何形状,也提出了新的几何形状的结果。特别是,我们研究了一个活塞式的问题,涉及两个介电和金属广场之间的两个金属墙壁,在二维和三维,分别滑动,并证明非添加剂和非单调的变化,由于这些侧壁的力量。
2007-08-09 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Reduction of the Casimir force using aerogels
通过使用基于氧化硅的气凝胶,我们在数值上表明,卡西米尔力可以减少几个数量级,使其在纳米器件中的影响可以忽略不计。即使当气凝胶沉积在金属基底上时,也存在卡西米尔力的这种降低。为了计算Casimir力,我们使用有效介质介电函数如Clausius-Mossotti近似来模拟氧化硅气凝胶的介电函数。结果表明,气凝胶的孔隙率和气凝胶的厚度都可以作为控制参数,以减少卡西米尔力的大小。
2007-08-02 quant-ph
Is repulsive Casimir force physical?
本文研究了非平面几何构型的电荷中性理想导体的Casimir力。这些构型是:(1)板-半球,(2)半球-半球和(3)球壳。由此产生的卡西米尔力,这些物理安排已被发现是有吸引力的。Boyer在球壳上发现的Casimir排斥力是一种特殊情况,它要求球具有严格的材料性质,以及球内外波模的特定边界条件。最后讨论了检测球的Boyer排斥Casimir力的必要判据。
2004-08-30 quant-ph
Repulsive and restoring Casimir forces with left-handed materials
研究了电磁特性可控的左手材料平板间的Casimir排斥力。Casimir力的符号由材料的电、磁性质决定,并指出排斥力的形成与两平板的波阻抗有关。研究了Casimir力的符号随距离的变化。特别强调的恢复卡西米尔力,可能会发现存在于理想导电材料和超材料板。这种回复力是真空中系统振荡的自然动力,也可用于系统稳定。
2008-03-24 quant-ph
Virtual photons in imaginary time: Computing exact Casimir forces via standard numerical-electromagnetism techniques
我们描述了一种数值方法来计算Casimir力在任意几何形状,任意电介质和金属材料,任意精度(给定足够的计算资源)。我们的方法,基于完善的集成的平均应力张量通过波动耗散定理评估,旨在直接利用快速的方法开发的经典计算电磁学,因为它只涉及重复评估的格林函数的虚频率(相当于,实频率在虚时间)。我们开发的方法,系统地检查各种配方的Casimir部队从过去的几十年,并根据其适用性进行数值计算评估。我们说明了我们的方法与一个简单的有限差分频域实现,测试它为已知的几何形状,如圆柱体和板,并将其应用到新的几何形状。特别是,我们表明,活塞式的几何形状的两个正方形金属墙壁之间的滑动,在两个和三个维度与完美的和现实的金属材料,表现出令人惊讶的非单调的“横向”力的墙壁。
2007-10-17 quant-ph
Nonequilibrium thermal Casimir-Polder forces
本文研究了非均匀温度磁电环境中内能-本征态非相干叠加态原子上的非平衡Casimir-Polder力。在宏观量子电动力学的框架下求解了原子-场耦合动力学后,我们导出了热Casimir-Polder力的一般表达式。
2010-01-04 quant-ph
Quantum-electrodynamical approach to the Casimir force problem
我们从麦克斯韦应力张量出发,利用量子电动力学腔模导出了Casimir力的表达式。与类似的计算相比,我们的方法是直接的,不依赖于复杂的数学外推关系。
2012-01-05 quant-ph
Comment on the temperature dependence of the Casimir force
讨论了Casimir力的线性温度修正。在最近的实验中,修正对于被测物体之间的微小分离是很重要的,而在理想导体的情况下,修正就消失了。
2000-04-02 quant-ph
The role of magnetoplasmons in Casimir force calculations
本文综述了磁等离子体激元在Casimir力计算中的作用。通过施加外部恒定磁场,在两个平行板上诱导强光学各向异性,从而降低反射率并因此降低卡西米尔力。随着外部磁场的增加,卡西米尔力减小。因此,在外加磁场的情况下,Casimir力可以被控制。计算是在磁场平行于平板的Voigt组态中进行的。在这种配置中,TE和TM模式的反射系数不显示模式转换。
2009-12-21 quant-ph
Reducing detrimental electrostatic effects in Casimir-force measurements and Casimir-force-based microdevices
众所周知,残余静电力给卡西米尔力的精确测量和卡西米尔操作的微器件的广泛使用造成了重大困难。我们通过实验证明,在Ar-ion清洁表面的帮助下,与卡西米尔相互作用相比,静电效应可以小到可以忽略不计。我们的实验装置由动态原子力显微镜补充氩离子枪和氩水库。在原位氩离子清洗前后,测量了球和板的Au涂覆表面之间的残余电势差。它示出,这种清洁的残余电位的大小降低了一个数量级,使其几乎独立于分离。Casimir力的梯度使用经受Ar离子清洗的普通样品测量。所得到的结果被证明是在很好的协议与以前的精度测量使用专门选择的样品和理论预测的Lifshitz理论。得出的结论是,建议的方法,在原位氩离子清洗是有效的,在减少静电效应,因此是一个很大的资源,用于测量Casimir相互作用的实验和Casimir操作的微器件。
2018-03-01 quant-ph
On the Shape Dependence of the Tangential Casimir Force
在电磁场理想边界条件-边界上的完全反射的情况下,数值计算了齿条的法向和切向Casimir力。由此产生的切向力似乎基本上取决于形状。相对较小的形状变化导致切向力的本质变化,而法向力几乎保持不变。
2013-04-19 quant-ph
Casimir Force for Arbitrary Objects Using the Argument Principle and Boundary Element Methods
在各种物体之间的卡西米尔力的模拟的最新进展已经允许传统的计算电磁求解器被用来找到卡西米尔力在任意三维物体。这些方法的基础理论需要量子场论和统计物理学的知识和操作。我们提出了一个计算的Casimir力的矩量法通过幅角原理。这种简化的推导允许在矩量矩阵中有更大的自由度,其中可以使用自变量原理来计算任意几何形状和材料的卡西米尔力,并使用各种计算电磁技术。
2013-05-06 quant-ph
Casimir forces in a Plasma: Possible Connections to Yukawa Potentials
本文对等离子体中理想金属表面之间的屏蔽Casimir效应进行了理论和数值计算。我们展示了电子-正电子等离子体中的卡西米尔效应如何对核相互作用做出重要贡献。结果表明,Casimir力和核子力之间存在着由介子介导的联系。正确的核能和介子质量似乎自然地从屏蔽的卡西米尔-利夫希茨效应中出现。
2014-09-03 quant-ph
Reply to ``Comment on ``Lateral Casimir Force beyond the Proximity Force Approximation'' ''
我们回复我们的信件arXiv:quant-ph/0603120上的评论arXiv:quant-ph/0702060 [Phys. Rev. Lett. 100402(2006)]
2007-02-09 quant-ph
Casimir Forces in Multi-Sphere Configurations
我们计算了$N$球系综中孤立介质球上的Casimir力,该力是由于球集合的多重相互作用引起的。特别是,我们认为介电球浸没在其他一些背景电介质。作为例子,计算了零温和有限温下两球和三球之间的Casimir力。对于一个非常大的数量的领域,我们认为一个大的$N$缩放限制的Casimir力。
2010-05-06 quant-ph
Casimir force in the presence of a magnetodielectric medium
本文利用路径积分方法对磁介质中的电磁场进行量子化,研究了介质中的Casimir效应。对于给定的具有确定的电和磁磁化率的介质,得到了Casimir力的显式表达式,它与量子电磁真空中两导电平行板之间的Casimir力的原始表达式一致.
2010-09-18 quant-ph
Halving the Casimir force with conductive oxides
通过调整相互作用表面的介电函数来修改Casimir效应的强度的可能性被认为是微和纳米机电系统发展中的一个独特机会。然而,在空气中,除非使用贵金属,否则由捕获的电荷产生的静电力会克服卡西米尔吸引力,从而在环境条件下没有利用卡西米尔力工程的空间。在这里,我们表明,在导电氧化物的存在下,卡西米尔力可以是占主导地位的相互作用,即使在空气中,和导电氧化物的使用允许一个减少卡西米尔力高达2倍时相比,贵金属。
2009-06-17 quant-ph
Casimir force of expulsion
从理论上证明了在纳米尺度的开放金属腔中存在非补偿Casimir力的可能性。力表现为开放的空腔向其最小开口的时间恒定的排出。找到了最佳参数的开口的角度,“生产线”的空腔和它们的长度在那里的排斥力是最大的。该理论是为梯形配置,特别是平行镜的经验,在零一般排斥力的横向Casimir压力和纵向压缩。
2012-08-01 quant-ph
Exact results for Casimir forces using Surface Impedance: Nonlocal Media
我们表明,精确的结果得到任意材料之间的Casimir力的计算使用表面阻抗的概念,在一个平凡的方式获得在完美导体的极限力,也Lifshitz公式在半无限介质的极限。作为一个例子,我们提出了一个完整的和严格的计算的Casimir力之间的两个金属半空间描述的流体动力学非局部介电响应。
2003-06-20 quant-ph
Lateral projection as a possible explanation of the nontrivial boundary dependence of the Casimir force
我们发现横向投影的Casimir力的配置的一个球以上的波纹板。这个力倾向于在最近的最大值方向上改变球体位置。给出了描述波纹板上球体不同位置的概率分布,并与Casimir力的非平凡边界依赖性实验数据进行了拟合。
2000-08-24 quant-ph
The Casimir force between parallel plates separated by anisotropic media
研究了各向异性介质中两平行板间的Casimir力。本文从理论上计算了两平行平板间填充各向异性介质时的Casimir力。结果表明,板间材料的各向异性对Casimir力有显著的影响,特别是对Casimir力的方向有显著的影响。如果忽略中间材料的各向异性使力成为排斥力(吸引力),相反,考虑各向异性可能会产生额外的吸引力(排斥力)。本文还讨论了这一现象的物理解释。
2015-06-26 quant-ph