Sample dependence of the Casimir forces
我们已经分析了现有的光学数据,金在中红外范围内,这是重要的精确预测的卡西米尔力。数据的显着变化表明真正的样品依赖的介电函数。我们证明,Casimir力在很大程度上是由材料的性能在低频域,并认为,因此,精确的德鲁德参数的值是至关重要的力的准确评估。这些参数可以通过两种不同的方法来估计,或者通过在低频下拟合介电函数的实部和虚部,或者通过基于扩展频率范围内的介电函数的虚部的Kramers-Kronig分析。这两种方法导致非常相似的结果。我们表明,使用不同的光学数据计算的卡西米尔力的变化可以高达5%,在任何速度都不能忽略。为了以1%的精度可靠地预测力,必须测量用于力测量的金属膜的光学性质。
2006-11-14 hep-th 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
What is credible and what is incredible in the measurements of the Casimir force
我们评论进展的卡西米尔力的测量和讨论什么是不同的实验的实际可靠性。在这方面,提出了一种更严格的方法来使用这样的概念,如准确度,精度和测量实验与理论之间的一致性。我们证明,所有的测量卡西米尔力采用球面透镜厘米大小的曲率半径是根本上有缺陷的,由于存在的气泡和凹坑在其表面上。通常使用的配方的接近力近似被证明是不适用于厘米大小的镜头。新的表达式的Casimir力推导出考虑到表面缺陷。Casimir力与使用完美球形假设预测的值的不可控偏差在1至$3\,μ$ m的分离区域内变化几十个百分点。这使得在测量卡西米尔力的实验中进一步使用厘米大小的透镜变得不切实际。
2011-09-27 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
The situation with the temperature corrections to the Casimir force between real metals of finite conductivity is reported. It is shown that the plasma dielectric function is well adapted to the Lifshitz formula and leads to reasonable results for real conductors. The Drude dielectric function which describes media with dissipation is found not to belong to the application range of the Lifshitz formula at nonzero temperature. For Drude metals the special modification of the zero-frequency term of this formula is suggested. The contradictory results on the subject in recent literature are analy…
2001-11-04 quant-ph
Probing the Strong Boundary Shape Dependence of the Casimir Force
通过电磁场的路径积分量子化,研究了形变金属板的Casimir能量与几何的关系。本文首次给出了由平板和波纹板组成的非平凡几何中形变引起的Casimir能量δ \cal E变化的完整解析结果。我们的结果表明,δ \cal E作为平均板距H与板长λ之比的函数,有一个有趣的交叉:对于λ \ll H,我们发现{ \em较慢}的衰减\sim H^{-4},与通常使用的范德华力成对求和预测的H^{-5}行为相比,后者仅对λ \gg H有效。
2001-11-08 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Geometry Dependence of Casimir Forces beyond the Proximity Approximation
宏观物体之间的卡西米尔相互作用受到它们的几何特征(如形状和方向)以及它们的材料性质的强烈影响。几何效应通常从邻近近似(PA)获得。在这里,我们提出了一个路径积分量子化的电磁场在变形的金属表面的存在。根据所产生的有效作用,可以在没有PA的情况下计算表面之间的卡西米尔力。对于波纹表面的力获得扰动小变形和一般变形振幅的数值方法。对于一般的介质材料与平坦表面的路径积分为基础的推导的Lifshitz理论的概述,指向一个可能的方法来研究变形和材料性能的综合影响。
2003-11-19 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Temperature Dependence of the Casimir Effect
鉴于卡西米尔实验的精度不断提高,需要进行精确的理论计算。使用准确的实验数据,我们目前的电阻率,通过Lifshitz公式适用于标准的Casimir设置与两个平行板,准确的理论结果的情况下的金属Au,Cu和Al。被认为是相似和不同的情况下。特别是集中在有限温度效应,我们显示了卡西米尔压力如何变化与分离的三个不同的温度,T={1,300,350}K。金属表面被认为是完全平坦的。的折射率的实验数据一般产生的结果是在良好的协议与计算从德鲁德关系与有限的松弛频率。我们以表格形式给出结果,以便于评估温度校正,这是在1%的水平。我们强调两点:(i)对有限温度修正进行明确实验验证的最有希望的途径似乎是集中在大间隔的情况下(最佳约2微米);和(ii)当前类型的理论之间没有冲突热力学中的能斯特定理。
2005-12-30 hep-th quant-ph
Thermal Issues in Casimir Forces Between Conductors and Semiconductors
金属表面间的卡西米尔效应已经在实验上得到了很好的验证。然而,在实验室中从未观察到温度依赖性,因为所有实验都在室温下进行。相反,在BEC和二氧化硅衬底之间观察到原子和块状材料之间的相关Casimir-Polder力的温度依赖性,其中环境和二氧化硅保持在不同的温度下。关于金属间力的温度依赖性存在争议,这与低温和高温下线性温度项的大小有关,后者在大距离处最突出。也有与半导体相关的异常。这一争议的状态,以及相关的实验,在本报告中进行了审查。
2012-07-20 hep-th quant-ph
Isotopic Dependence of the Casimir Force
我们计算的相互作用的对象的同位素组成的Casimir力的依赖性。这种依赖性来自于原子核质量对原子核电子性质的微妙影响。我们讨论了这些结果的相关性,目前的实验利用等电子效应搜索在很短的分离,为新的弱力所建议的各种统一理论。
2002-10-07 hep-ph quant-ph
Material dependence of Casimir interaction between a sphere and a plate: First analytic correction beyond proximity force approximation
当球与板之间的距离$d$远小于球的半径$R$时,我们解析地导出了球与板之间Casimir相互作用的渐近行为.从Casimir相互作用能的精确公式导出了首阶项和次首阶项。它们被发现依赖于非平凡的对象的介电函数。正如预期的那样,领先的订单项与使用接近力近似得出的一致。对Bimonte,Baug和Kardar [Appl. Phys. Lett. \textbf{100},074110(2012)]中使用导数展开。本文给出了在等离子体模型和Drude模型下,等离子体频率和弛豫频率分别为9 eV和0.035eV时的数值计算结果。结果表明,若用等离子体模型代替Drude模型,则前两个首项之和的误差最大为2%,而次首项除以$d/R$所得的次首项与首项之比$θ_1$的误差可达4.5%。
2013-03-21 hep-th quant-ph
Temperature dependence of the Casimir effect between metallic mirrors
本文计算了非零温度下平面金属镜的Casimir力和自由能。同时处理温度和电导率的影响,给出了数值评估。结果进行了比较,其中两种效果都是独立处理的近似和简单的乘上的校正。精确结果与近似结果之间的偏差以温度相关函数的形式存在,给出了其解析表达式。该函数的知识允许在%水平上进行简单而准确的估计。
2000-02-23 quant-ph
Repulsion, induced from quantum vacuum fluctuations, for an anisotropically polarizable atom on the symmetry axis of an anisotropically polarizable annular disc is studied. There exists two torsion free points on each side of the annular disc, where the interaction energy is orientation independent. The position of second of the two torsion free points, on either side of the disc, is shown to determine the orientation dependence of the atom at distances far from the plate, revealing a geometrical dependence. In the ring limit of the annular disc, new repulsion emerges.
2020-11-24 quant-ph
Casimir Energies: Temperature Dependence, Dispersion, and Anomalies
假设两个大范围平行的理想导体厚板之间存在均匀各向同性介质的Casimir背景,讨论了当中间介质为弱色散非耗散介质时电磁场能量$W_{\rm disp}$的物理意义。色散的存在意味着能量密度包含形式为$d[ωε(ω)] /dω$和$d[ωμ(ω)] /dω$的项。我们发现,由于$W_{\rm disp}$在理论上指的是一个非封闭的物理系统,当计算最后提到的量而不使用这种色散导数时,{ \it not}与自由能$F$之后的内部热力学能$U$或电磁能$W$等同。为了得出这一结论,我们采用了一个模型,其中系统是一个电容器,连接到一个外部自感$L$,使平稳振荡成为可能。这样,模型系统就成为一个非封闭系统。作为介绍性的一步,我们回顾了非色散能量,$F, U,$和$W$的意义。作为最后一个主题,我们考虑了在更高时空维的Casimir能量计算中遇到的与局部表面发散有关的异常,$D>4$,并简要讨论了它的色散推广。这种应用实质上是对Alnes { \it et al.} [J.物理A:数学理论。{ \bf 40},F315(2007)]的情况下的介质填充的两个超平面之间的空腔。
2008-06-17 hep-th quant-ph
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
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
Casimir Force on Real Materials - the Slab and Cavity Geometry
我们分析了潜在的平板的几何形状在一个平面腔的卡西米尔力实验的目的。分别对铝和聚四氟乙烯制成的板和墙的力及其对温度、材料特性和有限板厚度的依赖性进行了分析和数值研究。我们的结论是,这样的设置是理想的测量的Casimir力的温度依赖性。通过数值计算,它表明,温度效应是显着更大的,这表明,一个电介质,如TECHNOLOGY FEP的性能变化不大,在一个温和的温度范围内,应考虑为实验目的。最后,我们讨论了微妙的,但基本的问题,各种格林两点函数的方法在文献中,并显示它们是如何不同的配方描述相同的现象。
2007-02-13 hep-th quant-ph
Temperature dependence of the Casimir pressure on two graphene sheets placed on a substrate
Saratov National Research State University named after N.G. Chernyshevsky(萨马拉国立研究型大学(以N.G.切尔内舍夫斯基命名))
基于Lifshitz公式,考虑温度,计算了基底上两石墨烯片间卡西米尔压力,以级数形式给出,并发现带间电导率影响较小。
2026-09-24 quant-ph
A simple model for the dynamical Casimir effect for a static mirror with time-dependent properties
考虑1+1维无质量实标量场在静止壁面上满足含时Robin边界条件。这个条件可以模拟运动的反射镜,其运动由罗宾参数的时间依赖性决定。我们表明,粒子可以从真空中产生,以这种方式表征动态卡西米尔效应。
2011-06-10 hep-th quant-ph
Casimir-Polder effect for a plane with Chern-Simons interaction
介绍了一种新的计算任意规范矢量势中Casimir-Polder势的形式。本文导出了零温下存在Chern-Simons相互作用的无限二维平面中中性原子的基态能量。结果的本质特征是它依赖于偶极矩关联函数的反对称部分。
2010-03-02 hep-th quant-ph
Temperature dependence of the plasmonic Casimir interaction
我们研究了有限温度下表面等离子体激元在电磁Casimir效应中的作用,包括全球热平衡之外的情况。自由能的计算分析和扩展为不同的制度的距离和温度。类似于零温度的情况下,相互作用的变化从吸引到排斥的距离。热效应被证明是可以忽略不计的小板分离和在室温下,但成为主导和排斥在这些参数的大值。在全球热平衡的配置,我们表明,表面等离子体激元的选择性激发可以创建一个排斥Casimir力之间的金属板。
2010-05-05 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Comment on "Anomalous temperature dependence of the Casimir force for thin metal films" [arXiv:0712.1395]
最近,A。Yampol'skii,S. Savel'ev,Z. A. Mayselis,S. S. Apostolov和F.海苔[Phys. Rev. Lett.,101,096803(2008),arXiv:0712.1395]声称,由Drude模型描述的薄金属膜和理想金属半空间之间的Casimir力可以随温度降低,而对于体样品,Casimir力随温度增加。在此基础上,提出了薄膜与块状理想金属之间Casimir力大小随温度变化的实验观测结果。我们表明,与作者所声称的相反,Casimir力的大小随温度的降低在一个宽的温度区域的散装样品所描述的德鲁德模型。这种减少被证明是远远大于一个薄膜,它已经被实验排除。
2008-10-17 cond-mat.other cond-mat.stat-mech 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
Scale limited fields and the Casimir effect
本研究从量子场的尺度受限分辨率视角重新计算卡西米尔效应,通过连续小波变换引入并限制尺度自由度以模拟分辨率局限,推导不同边界条件下的卡西米尔力并分析其与小波选择、尺度截断的关联。
2023-10-06 hep-th quant-ph
Probing the geometry dependence of the Casimir-Polder interaction by matter-wave diffraction at a nano-grating
本研究比较计算 Casimir–Polder 势的多种近似与方法,分析其对纳米光栅物质波衍射图样的影响,并指出该作用在狭缝前后 25 nm 范围内均不可忽略。
2025-05-15 physics.atom-ph quant-ph
Strong geometry dependence of the Casimir force between interpenetrated rectangular gratings
本研究通过片上检测平台测量了相互穿插的矩形光栅间的Casimir力,发现其具有极强的几何依赖性,与近程力近似偏差达约500倍,且穿插后力变为非零且与位移无关,证明光栅可强烈调控纳米机械组件间的相互作用。
2021-01-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Temperature Dependence of the Casimir Force
卡西米尔力-最初是量子电动力学的一个相当意外的结果-于1948年由亨德里克·卡西米尔在埃因霍温发现。它预测两个不带电的金属板由于电磁场的零点波动而受到吸引力。这个想法在1950年代和1960年代进行了实验测试,但结果并不准确,以至于人们可以对这种效应的存在做出明确的结论。叶夫根尼·利夫希茨在1955年扩展了这个理论,以便处理一般的电介质。后来做了许多实验工作来测试理论的预测,特别是关于效应的温度依赖性。萨比斯基和安德森在1973年毫无疑问地证实了这种效应的存在。又过了四分之一个世纪,Lamoreaux和合作者才能够证实-或者至少使之合理-Lifshitz公式预测的温度依赖性与材料色散特性的合理输入数据相结合。然而,情况还不明朗;最近的实验表明,结果与Lamoreaux的结果不一致。本文对这一领域的研究现状作一简要综述。
2013-12-18 quant-ph
Measurement of the Temperature Dependence of the Casimir-Polder Force
我们报告的Casimir-Polder力的温度依赖性的第一次测量。这种测量是通过将接近纯的87-Rb玻色-爱因斯坦凝聚体放置在离电介质衬底几微米的地方并激发其偶极振荡来获得的。磁囚禁原子的集体振荡频率的变化是由表面原子力的空间变化引起的。在我们的实验中,电介质衬底被加热到605 K,而周围环境保持在室温附近(310 K)。的Casimir-Polder力的效果被测量为近3倍大的605 K的基板比室温基板,显示出明确的温度依赖性与理论一致。
2007-02-08 cond-mat.soft physics.atom-ph quant-ph
Interplay between geometry and temperature for inclined Casimir plates
我们提供了进一步的证据,在卡西米尔效应的几何形状和温度之间的非平凡的相互作用。利用世界线方法研究了三维空间中无限板上半无限斜板间Casimir力的温度依赖性。而高温行为总是被发现是线性的T根据降维的论点,不同的幂律行为在小的温度出现。与无限大平行板的情况不同,这种情况显示了众所周知的力的T^D行为,我们发现倾斜板的T^{D-1}行为,以及在板变得平行的极限中边缘效应的~T^{D-0.3}行为。最强的温度依赖性~T^{D-2}出现在倾斜板的Casimir扭矩。数值以及分析的世界线结果。
2009-06-12 cond-mat.stat-mech 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
Complex orientation dependence of Casimir-Polder interaction induced by curvature and optical properties of the surface and the surrounding medium
本文通过多重散射展开推导曲率修正,研究各向异性粒子与磁介电表面间卡西米尔-波尔德相互作用的取向依赖,揭示微小曲率可诱发或消除优先取向切换,为微纳机械器件设计提供理论指导。
2025-10-25 quant-ph
Casimir torque in weak coupling
在本文中,致力于约翰Høye在他的70岁生日之际,我们检查卡西米尔扭矩的表现形式在弱耦合近似,它允许精确的计算,以便比较普遍适用的,但一般不受控制的,接近力近似可以作出。特别是,我们研究卡西米尔能量的特点是由$δ$ -功能潜力的平面对象之间,并考虑扭矩时,所产生的角度之间的对象被改变。当物体间的距离小于其尺寸时,计算结果与邻近力近似吻合得很好。在相反的极限中,一个物体的大小与分离距离相当,形状依赖性开始变得无关紧要。这些计算说明了对于例如导电平面物体之间的扭矩的预期,其最终应服从于改进的理论计算和实验验证。
2013-08-31 hep-th quant-ph
Comment on "Temperature dependence of the Casimir force for lossy bulk media"
最近,Yampol'skii等人[Phys. Rev. A v.82,032511(2010)]主张,当对卡西米尔力进行热校正的波动电磁场的特征波长大于金属测试体的尺寸时,Lifshitz理论不适用。有人声称,这是在实验中的情况下,排除了与德鲁德模型相结合的Lifshitz理论。我们计算的倏逝波的热校正的主要贡献的波长,我们发现,它们是远远小于测试机构的大小。作者所得到的相反结论是由于混淆了传播波和倏逝波。
2010-10-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
The Casimir energy between nanostructured gratings of arbitrary periodic profile
本文研究了任意形状的波纹光栅的Casimir能量的横向依赖性。为此,我们建模的配置文件作为堆栈的水平矩形切片的配置文件的形状和数值评估Casimir能量之间的不同的相对横向位移的两个波纹板。我们将我们的结果与邻近力近似(PFA)内获得的预测进行比较。在可比分离的波纹板和几何参数,我们发现一个很强的依赖性的Casimir能量上的形状的波纹板配置文件。
2012-10-25 cond-mat.other quant-ph
Temperature dependence of the magnetic Casimir-Polder interaction
我们分析了磁偶极子对原子表面色散力的贡献。与电对应物不同,它涉及与热能尺度相当的小跃迁频率。一个显着的温度依赖性被发现附近的表面具有非零的DC电导率,导致在T> 0的色散力的强烈抑制。我们使用热响应理论的表面材料和讨论正常的金属和超导体。的相互作用的自由能和熵的渐近线的分析计算在很大的范围内的距离。在超导体附近,相变时的耗散开始强烈地改变了相互作用,包括不连续的熵。我们讨论的相似性与Casimir相互作用between两个表面,并建议原子表面相互作用的精确测量可能会揭示新的光后公开的问题周围的温度依赖性的损耗介质之间的色散力。
2010-01-20 cond-mat.other quant-ph
Casimir stress in and force on a metal slab in a planar cavity
首先强调的实用程序的广义菲涅耳系数的理论中的Casimir效应在平面腔,我们补充我们以前的讨论普通Casimir力和Casimir应力在金属(等离子体)平板在一个平面腔。我们证明了强依赖性的Casimir应力在薄板上的边界介质的对称Lifshitz配置的属性。与此相反,厚板中的应力逐渐变得对外部边界条件不敏感。我们还考虑了Casimir力的位置依赖性和应力在一个薄金属板在一个平面腔。而每单位面积上的力强烈增加时,它接近一面镜子,在板的应力减少,并最终改变了符号。通常,应力随着腔宽度和反射镜反射率的减小而减小。
2009-11-13 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
Geothermal Casimir Phenomena
我们提出了第一个世界线的分析和数值计算结果的几何形状和温度依赖性的Casimir效应之间的非平凡的相互作用。我们表明,卡西米尔力的温度依赖性可以显着更大的开放几何形状(例如,垂直板)比封闭几何形状(例如,平行板)。对于在实验相关范围内的表面分离,热校正的平行板配置表现出更强的参数依赖性,并超过平行板的数量级在室温下。这种效应可以归因于这样一个事实,即封闭的几何形状的波动谱是缺口,抑制在低温下的模式的热激发。相比之下,开放的几何形状支持的热激发的低躺模式的无隙光谱已经在低温下。
2008-03-12 cond-mat.stat-mech 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
Tangential Casimir force in the misaligned system: Magnetic media, real conductors, and a torque
该研究拓展了未对准平行板的切向卡西米尔力至磁介质范畴,分析了真实导体的温度相关切向力,还提出了各向同性介质平行板的卡西米尔扭矩,为不带电表面扭矩实现提供了简易途径。
2024-02-04 hep-th quant-ph
Proof that Casimir force does not originate from vacuum energy
给出了Casimir力不能起源于电磁场真空能量的一个简单的一般性证明。完整的QED哈密顿量由3项组成:纯电磁项$H_{\rm em}$、纯物质项$H_{\rm matt}$和相互作用项$H_{\rm int}$。$H_{\rm em}$项与所有的物质场可交换,因为它对物质场没有任何显式的依赖。因此,$H_{\rm em}$不能对物质产生任何力。由于正是这一项产生了电磁场的真空能量,因此真空能量不会产生力。文献中关于真空能产生Casimir力的错误说法可以归结为这样一个事实:$H_{\rm em}$利用运动方程获得了对物质场的隐式依赖,并把隐式依赖当作显式依赖来处理。Casimir力的真正来源是由$H_{\rm int}$产生的范德华力。
2016-08-16 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Repulsive Casimir-Polder forces from cosmic strings
本文研究了直宇宙弦几何中作用于可极化微粒的Casimir-Polder力。为了发展这种分析,我们评估电磁场格林张量的虚频轴。在各向异性极化率的一般情况下,推导出Casimir-Polder力的表达式。根据极化率张量的本征值和主轴的方向,卡西米尔-波尔德力可以是排斥力或吸引力。此外,存在力随着分离而改变符号的情况。我们表明,各向同性极化率张量的力总是排斥。当微粒和线之间的距离很大时,力的变化与距离的五次方成反比。在非延迟状态下,对应于小于相关过渡波长的分离,力衰减为距离的倒数四次方。在各向异性极化率的情况下,Casimir-Polder势对极化率张量主轴取向的依赖性也导致作用于粒子的力矩。
2011-07-31 astro-ph.CO hep-th quant-ph
We comment on the recent work [1], and on its relations with our papers [2,3] cited therein. In particular we show that, contrarily to what stated in [1], the Casimir energy density determined therein in the case of a single delta-like singularity coincides with the energy density obtained previously in our paper [2] using a different approach.
2021-04-22 hep-th math-ph math.MP
Experimental and Theoretical Investigation of the Lateral Casimir Force Between Corrugated Surfaces
计算并测量了正弦波纹金板与球体之间的横向Casimir力。实验装置是基于原子力显微镜特别适用于横向卡西米尔力的测量。所测量的力作为两个波纹之间的相位差的函数正弦地振荡。分析了系统误差和随机误差,在221 nm的分离距离处测量了$3.2\times 10^{-13} $ N的横向力振幅,在95%置信概率下产生的相对误差为24%。研究了测得的侧向力振幅对分离的依赖性,并表明与逆四次方距离依赖性一致。给出了横向Casimir力的完整理论,包括有限电导率和粗糙度修正。得到的理论依赖性进行了分析,作为一个功能的表面分离,振幅,相位差,和金属等离子体波长。理论与实验数据进行了比较,并显示出良好的一致性。根据横向Casimir力的测量结果,计算了对假设的Yukawa型相互作用的约束。讨论了横向真空力在纳米技术中的可能应用。
2002-09-30 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
Temperature dependence of the Casimir force between real metals: problems and approach to their resolution
本文研究了非零温下实际金属间的Casimir力。结果表明,在用Drude模型描述真实金属的情况下,Lifshitz公式的零频率项存在解释问题。这是因为当介电常数考虑到耗散时,作为Lifshitz公式基础的散射理论没有很好地表述。为了赋予Lifshitz公式的第零项以明确的含义,最近不同的作者使用了不同的处方,得到了不同的结果。这些结果是不适当的,不符合实验和一般的物理要求。我们提出了新的处方,这是一个推广的Schwinger,DeRaad和米尔顿配方较早制定的理想金属。在此基础上,对两平板和平板上方的球面透镜(球体)结构中的温度Casimir力进行了详细的数值和解析计算。本文所得到的非零温度修正和有限电导率修正与理想金属的极限情况一致,符合所有的实验和理论要求。除其他事实外,还证实了以前在等离子体模型框架中获得的结果。当松弛参数趋于零时,它们似乎是Drude模型计算的极限情况。并与介电试验体间的Casimir力作了比较。
2001-05-11 quant-ph
Experimental and theoretical investigation of angular dependence of the Casimir force between sinusoidally corrugated surfaces
在目前的工作中,我们提出了完整的测量结果之间的正常Casimir力浅,光滑的正弦波纹镀金球和板在各种角度之间的波纹使用原子力显微镜。所有的测量数据进行了比较,与理论方法使用的邻近力近似和理论的基础上的导数扩展。在这两种情况下,考虑了表面的真实材料性质和非零温度。特别注意的是波纹表面之间的静电相互作用的描述在不同角度之间的波纹和样品的修复和表征。测得的力被发现是在良好的协议与理论,包括几何形状和材料性能的相关性影响,并偏离显着的邻近力近似方法的预测。这提供了衍射型的影响,在PFA方法中被忽略的观察定量确认。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。
2014-06-16 cond-mat.other quant-ph
Sign of the Casimir-Polder interaction between atoms and oil-water interfaces: Subtle dependence on dielectric properties
我们表明,惰性气体原子(溶解在水中)和油-水界面之间的Casimir-Polder能量是高度表面特异性的。不同的油既有排斥作用(如己烷),又有吸引作用(如甘油和环癸烷)。对于几种中间油(例如十六烷、癸烷和环己烷),在同一系统中可以发现吸引力和排斥力。在这些油-水界面附近的相互作用是排斥在非延迟的限制和转向吸引力在较大的距离作为延迟变得重要。这些高度表面特异性的相互作用可能在生物系统中发挥作用,其中表面可能或多或少地接近溶解的原子。
2012-06-07 cond-mat.soft physics.chem-ph 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
Dependences of the Casimir-Polder interaction between an atom and a cavity wall on atomic and material properties
研究了在原子的动态极化率、腔壁材料的实际电导率和腔壁温度不为零等实际条件影响下原子与腔壁的Casimir-Polder和van der Waals相互作用.考虑了金属和电介质壁附近不同原子的情况。结果表明,要获得准确的结果,在短的分离,原子壁相互作用,应该使用完整的列表光学数据的复杂的折射率的壁材料和准确的动态极化率的原子。在金属壁的情况下,在相对大的分离处,可以使用等离子体模型介电函数来描述壁材料的介电性质。所得结果对量子反射和玻色-爱因斯坦凝聚实验的理论解释具有重要意义。
2006-01-05 quant-ph
Casimir Effect - The Classical Limit
本文分析了两导体板间辐射场Casimir效应的温度依赖性。Casimir能量随温度呈指数下降,而Casimir熵,这是在文本中定义的接近一个极限,这只取决于约束板的几何形状。结果讨论之间的关系玻色分布函数和均分定理-关系的基础上的研究爱因斯坦和斯特恩约1913年。
1998-03-29 quant-ph
Results from electrostatic calibrations for measuring the Casimir force in the cylinder-plane geometry
我们报告的测量上进行的设备,旨在研究卡西米尔力的圆柱平面配置。静电校准证据的异常行为的依赖性的静电力和最小化的潜在的距离。我们讨论的类比和差异,这些异常相对于那些已经观察到的球平面配置。在最小的探索距离,我们观察到非库仑性质的频移,防止在同一范围内的卡西米尔力的测量。我们还报告在平行平面配置中进行的测量,表明最小化潜力的距离的依赖性,如果存在的话,是温和的比在球平面或圆柱平面的几何形状。最后报告了与距离相关的最小化潜力和Casimir力测量精度之间的相互作用的一般考虑,在相关的范围内检测所有几何形状的热校正。
2011-01-13 quant-ph