Geothermal Casimir phenomena for the sphere-plate and cylinder-plate configurations
本文研究了球-板和柱-板结构中Casimir效应中几何形状和温度之间的非平凡相互作用。在低温下，Casimir力的热贡献主要由这种相互作用决定，这意味着即使在小表面分离的限制下，标准近似技术（如PFA）也不适用。热波长尺度上的热涨落导致低温下热力密度的离域。因此，温度依赖性与天真的期望有很大的不同。最显著的是，热力在低于临界温度时会产生非单调行为。我们使用狄利克雷标量波动的分析和数值世界线技术，对这些卡西米尔几何中的此类地热现象进行了全面的研究。
2010-03-17 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
On the Casimir repulsion in sphere-plate geometry
考虑了理想导电平面和具有介电常数$\varepsilon$和磁导率$μ$，$μ\ne1$的球的电磁真空能量。重点讨论了由球体的磁导率引起的系统中的Casimir排斥。在完全可渗透球$μ=\infty$的情况下，真空能量的数值估计。短距离和长距离渐近线对应的排斥力和各自的低温修正和高温极限被发现为一个广泛的$μ$。讨论了该系统中Casimir排斥的限制条件。
2013-02-21 hep-th quant-ph
Analysis of a multi-mode plasmonic nano-laser with an inhomogeneous distribution of molecular emitters
推广Lamb的约化密度矩阵激光理论，分析了由金球和许多染料分子组成的等离子体纳米激光器中的非均匀分子耦合和模式关联。分子的不均匀性是通过模拟它们在球体周围的随机分布来解释的。我们的分析表明，为了获得激光，我们必须采用大量的强驱动分子来补偿等离子体激元模式的强阻尼。然而，紧凑的分子排列可以导致分子能量偏移，从而减少等离子体激元模式的激发，并最终表明任何特定系统的等离子体激元激发的最大极限。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Exact Casimir interaction of perfectly conducting three-spheres in four euclidean dimensions
利用共形对称性，我们推导出一个简单的精确公式的经典电磁Casimir相互作用的两个完美的导电三球，包括球板几何作为一个特殊情况下，在四个欧几里德维。我们验证了Casimir能量的短距离扩展与邻近力近似（PFA）的领先顺序一致，而下一个领先顺序与最近提出的Casimir能量的导数扩展一致。在次-主导阶，我们发现PFA的一个非解析修正，对于球-板系统是$(d/R)^{3/2} \log(d/R)$阶，其中$d$是分离，$R$是球半径。
2016-07-11 quant-ph
Casimir Energy between a Sinusoidally Corrugated Sphere and a Plate Using Proximity Force Approximation
为了得到正弦波纹球与板之间的Casimir能量，首先利用邻近力近似（PFA）推导了球-板Casimir力。人们可以用散射矩阵法来研究这个问题。尽管这种方法达到了精确的结果，但应用这种形式主义的困难，使程序复杂。我们使用PFA以真正明确的方式实现目的。考虑球具有不同的正弦波纹，我们得到了形变对Casimir相互作用能的影响。我们假设$ a/r \leqslant 0.00755$是PFA的有效性，并且在半径为$r$的球体与板\cite{0601094}的距离最小的情况下，$a$的实验精度目标。对于如此短的距离，有限电导率的影响是不可忽略的。为了减少PFA结果的不准确性，我们还研究了Casimir力的热修正。
2014-04-07 cond-mat.other hep-th quant-ph
Scalar Casimir effect between Dirichlet spheres or a plate and a sphere
我们提出了一个简单的形式主义的Casimir能量的两个领域和一个领域和一个平面的评估，在标量波动场的情况下，在任何分离有效。我们比较精确的结果与各种近似方案，并建立当这些计划变得有用。形式主义可以很容易地扩展到任何数量的球体和/或平面在三个或任意的维度，与各种边界条件或非重叠的潜力/非理想的反射。
2006-01-13 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
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
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
Demonstration of the Casimir force between ferromagnetic surfaces of a Ni-coated sphere and a Ni-coated plate
利用动态原子力显微镜研究了两个铁磁界面之间的Casimir相互作用。实验数据被发现是在很好的一致性与预测的Lifshitz理论结合等离子体模型的方法的磁性边界面。它示出，对于磁性材料的假设补丁电位的作用是相反的，所需的数据与德鲁德模型的和解。
2013-03-29 cond-mat.other quant-ph
Negative Casimir Entropies in Nanoparticle Interactions
负熵在卡西米尔系统中已经存在了一段时间。例如，它可以发生在由真实的Drude介电常数建模的平行金属板之间。不太为人所知的是，负熵可以纯粹以几何方式发生，比如说在一个完美的导电球体和一个导电平板之间。后一种效应在偶极近似中最为明显，当球体的尺寸小于球体和平板之间的距离时，偶极近似是可靠的。因此，在这里，我们研究的情况下，负熵可以发生在两个电和磁可极化的纳米粒子或原子，这不需要是各向同性的，这样一个小物体和导电板之间。负熵甚至可以发生在两个完全导电的球体之间、如果存在足够的各向异性则在两个可电极化的纳米颗粒之间、在完全导电的球体和Drude球体之间以及在足够各向异性的可电极化的纳米颗粒和横向导磁板之间。
2014-07-03 hep-th quant-ph
Optical and Microcavity Modes Entanglement by means of Developed Opto-Mechanical System
为了改善传统的三部分光机械系统的性能，我们设计了一个开发的光机械三部分系统，其中所有的子系统，如光学腔，微谐振器，和微腔模式直接相互耦合。对该系统进行了量子力学分析，并通过Heisenberg-Langevin方程研究了其运动动力学。值得注意的是，这项工作的独创性有助于嵌入在光学腔中的球形电容器，其中电容器板之间的等离子体激元-等离子体激元相互作用操纵内部电场。因此，在球形电容器内部使用导致非线性的等离子体激元-等离子体激元相互作用，导致等离子体激元性质的贡献极化函数。实际上，这种等离子体特性管理球形电容。虽然球形电容器从根本上取决于由电容器间隙引起的等离子体性质，但是用于设计的球形电容器需要与微波电容器并联。实验结果表明，在温度变化的情况下，光腔模和微腔模之间的纠缠稳定性显著提高，这也是本研究的初衷。值得一提的是，环境噪声严重限制了传统的三方系统在宽带下的工作，因此本设计可以有效地解决这个问题。
2018-04-30 quant-ph
Application of the proximity force approximation to gravitational and Yukawa-type forces
我们应用邻近力近似，这是广泛用于计算的Casimir力与非平面边界表面的机构之间，引力和Yukawa型相互作用。结果表明，对于球板位形中的引力，邻近力近似的一般公式是适用的。对于Yukawa型相互作用，我们证明了邻近力近似的一般公式以及球-板和板-板配置之间的简单映射的有效性。因此，最近一些文献中的相反说法是不正确的。我们的结果证明了约束的非牛顿引力的参数先前获得的Casimir压力的间接动态测量。
2009-03-06 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
Gradient of the Casimir force between Au surfaces of a sphere and a plate measured using atomic force microscope in a frequency shift technique
我们目前的测量结果之间的Casimir力的梯度Au涂层球和Au涂层板获得的装置的原子力显微镜在频移技术操作。该实验在3 × 10 - 8托的压力下用半径为41.3 mcm的中空玻璃球进行。特别注意静电校准，包括静电补丁的问题。所有的校准参数被证明是独立的分离后，包括机械漂移的校正。Casimir力的梯度以两种方式测量，即向板施加补偿电压和施加不同的电压并随后减去电力。所得到的平均梯度示出是在相互协议，并与以前的实验中使用微机械振荡器进行协议。所获得的数据进行了比较与理论预测的Lifshitz理论，包括修正超越接近力近似。无拟合参数的独立比较表明，Drude模型方法被235 - 420 nm分离区域内67%置信水平的数据排除。使用广义等离子体模型的理论方法被证明是一致的，在整个测量范围内的数据。计算了振子非线性引起的修正量，确定了线性区的适用范围。得出的结论是，几个执行实验的结果要求一个彻底的分析的基础理论的色散力。
2012-04-14 cond-mat.other quant-ph
Quantum Theory of Radiative Decay Rate and Frequency Shift of Surface Plasmon Modes
在本文中，我们研究，在时域内，局域表面等离子体和光子之间的相互作用，在任意形状的金属纳米粒子，通过使用Hopfield方法来描述的等离子体模式，其中的电子振荡表示的谐波物质场线性耦合到电磁辐射。等离子体-光子耦合产生修饰等离子体模。我们已经发现，辐射不诱导不同的准静电等离子体激元模式之间的显着耦合的粒子的大小达到等离子体波长，但会导致频率偏移和指数衰减的模式的时间。通过求解等离子体激元产生和湮灭算符的期望值方程，我们得到了一个新的封闭形式的衰减率和等离子体激元模式的频移的全波表达式。它是非微扰的，它只依赖于准静电等离子体激元模式的表面电荷分布。我们验证了米氏理论的纳米球的半径相当于等离子体波长的表达。最后，我们调查的衰减率和频率偏移的等离子体振子模式在孤立和相互作用的纳米粒子的非正则形状，因为它们的大小增加到等离子体波长。
2020-08-21 physics.optics quant-ph
Possibility to measure thermal effects in the Casimir force
我们分析的可能性，以测量小的热效应的Casimir力金属测试机构之间的配置上的一个球体的板和两个平行的板。对于在许多实验中使用的球板几何形状，我们调查的邻近力近似（PFA）计算的Casimir力及其梯度的热效应的适用性。结果表明，对于真正的金属，在文献中使用的PFA的两个配方导致所获得的结果小于一个小参数等于分离距离球半径的比率的相对差异。对于理想金属的PFA结果的热校正，并与现有的精确结果进行了比较。强调指出，在上述小参数的零阶实验区域内，用PFA（以及热修正）计算的热Casimir力及其梯度与相应的精确结果相吻合。对于可用的真实金属，确切结果超出了PFA的应用范围。然而，当小参数下降到实验值时，精确结果收敛到PFA结果。我们得出的结论是，大的热效应预测的德鲁德模型的方法，如果存在的话，可以测量在静态和动态实验中的球板和板板配置。对于用等离子体模型方法预测的小热效应，我们认为两平行平板结构的静态实验最适合观测。
2010-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech quant-ph
Casimir interaction between a plate and a cylinder
我们发现确切的卡西米尔力之间的板和一个圆柱体，一个几何中间平行板，在那里的力量是已知的，和板-球，在那里它是已知的大分离。由于横向磁模的存在，在大的板-柱间距H（L和R是柱的长度和半径）处，力有一个出乎意料的弱衰减\sim L/（H^3 \ln（H/R））。路径积分量子化与分波展开另外给出了定性差异的状态密度的电和磁模式，并在有限的温度下的校正。
2006-01-03 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
