On the control of the lateral Casimir force between corrugated surfaces
得到了任意形状纵向波纹板间横向Casimir力的一般摄动表达式。该表达式适用于大于分离距离的周期。不对称波纹的情况下，考虑，这允许增加最大最小力比，影响平衡点的字符。这为完全基于真空波动特性控制用于微机电设备的横向卡西米尔力提供了新的机会。
2004-07-20 quant-ph
Casimir torque between nanostructured plates
我们详细研究了两个纳米结构板之间的量子真空涨落引起的Casimir力矩。我们的计算是基于散射的方法，并考虑到不同的模式之间的耦合所引起的表面的形状被忽略在任何种类的邻近近似或有效介质的方法。然后，我们提出了一个实验装置，旨在测量这个扭矩。
2015-07-30 quant-ph
On the torque on birefringent plates induced by quantum fluctuations
我们提出了详细的数值计算两个平行的双折射板的平面光学各向异性的量子波动引起的机械扭矩，分离的真空或液体（乙醇）。发现扭矩随$\sin(2θ)$变化，其中$θ$表示两个光轴之间的角度，并且其大小随着板分离$d$的减小而迅速增加。对于由石英或方解石制成的40 μ m直径的盘，保持平行于在$d\simeq 100$ nm处的钡钛板，最大扭矩（在$θ={π\over 4}$处）为$\simeq 10^{-19}$ N $\cdot$ μ m的量级。我们提出了一个实验来观察这种扭矩时，钡钛板浸泡在乙醇中，另一个双折射盘放在它的顶部。在这种情况下，延迟范德华力（或Casimir Lifshitz）之间的两个双折射板是排斥。圆盘将平行于平板浮动一段距离，在该距离处，其净重被延迟的范德华斥力抵消，自由旋转以响应非常小的驱动扭矩。
2004-10-18 quant-ph
Thermal Effects in the Casimir Torque between Birefringent Plates
本文首次研究热涨落对双折射板间卡西米尔扭矩的影响，发现热模式可使其降低达2个数量级并改变角度依赖性，且温度可精确控制扭矩大小与方向。
2025-07-02 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
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
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
Constraints on axion-nucleon coupling constants from measuring the Casimir force between corrugated surfaces
通过测量球和板的正弦波纹表面之间的法向和侧向Casimir力，我们得到了类轴子与核子的耦合常数的更强的实验室约束.为此，计算了在实验组态中由于质子和中子之间的两个轴子交换而产生的法向和侧向附加力。我们的约束以下的正常和横向卡西米尔力的测量是强于实验室的限制，迄今为止报道的质量大于11 eV和8 eV的类轴子粒子，分别。在类轴子质量从10^{-10}eV到20 eV的宽范围内，对由磁强计测量、Eotvos和Cavendish型实验以及Casimir效应得到的类轴子与核子的耦合常数的各种实验室约束条件进行了比较。
2014-08-31 hep-ph quant-ph
Lateral Casimir force between sinusoidally corrugated surfaces: Asymmetric profiles, deviations from the proximity force approximation and comparison with exact theory
横向Casimir力，这之间出现的正弦波纹表面的球体和板，被测量的情况下，一个小的周期超出的邻近力近似的适用范围。球体和板上波纹幅度的增加允许观察到横向Casimir力的不对称性，即，它的轮廓偏离完美的正弦函数。在两组具有不同振幅的波纹的测量中，在不同的间隔处测量两个测试体上的波纹之间的相移上的侧向力的依赖性。在两个连续的实验中，还测量了作为分离函数的横向力的最大值。所有的测量数据进行了比较，使用的接近力近似的理论方法和精确的理论基础上的瑞利展开没有拟合参数。在这两种情况下，考虑了测试体的真实材料特性和非零温度。的数据被发现是在一个很好的协议与精确的理论，但偏离显着的接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。横向卡西米尔力的现象在纳米技术的微机械操作的可能应用进行了讨论。
2010-02-20 cond-mat.other quant-ph
Fourth order perturbative expansion for the Casimir energy with a slightly deformed plate
本文应用微扰方法计算了3+1维无质量实标量场的Casimir能量，并在两个表面上满足Dirichlet边界条件。其中一个表面被假定为平坦的，而另一个表面对应于由平面镜的单个函数$η$描述的小变形。在变形$η$中进行了四阶微扰展开，并将结果应用于平面前波纹镜Casimir能量的计算。我们还重新考虑在这种扩展的背景下的邻近力近似。
2012-11-08 hep-ph hep-th quant-ph
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
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
Path Integral Approach to the Dynamic Casimir Effect with Fluctuating Boundaries
提出了动态Casimir效应的路径积分公式。它使我们能够研究任意变形的空间和时间的完美反射（传导）边界的空腔。干涉真空的机械响应计算的频率波矢量平面中的线性顺序，使用它可以研究大量的有趣的现象。对于一个单一的波纹板，我们发现在低频率下的质量校正，和有效的剪切粘度在高频率下，都是各向异性的。各向异性是由波的波矢。对于两块板，质量重整化由板间距与波纹波长之比的函数来修正。对于低于腔的最低光学模式的频率，耗散率不被修改，并且对于大于该最低光学模式的所有频率，存在谐振耗散。在这种情况下，响应函数的发散意味着腔的这种高频变形模式不能被任何宏观外力激发。这种现象与共振粒子的产生密切相关。对于两个波纹板是固定的，或在横向方向上均匀移动的特定示例，观察到约瑟夫森效应。对于汞表面的毛细波，得到了对表面张力和声速的重整化。
1998-12-02 cond-mat quant-ph
An alternative calculation of the Casimir forces between birefringent plates
Barash已经计算了光轴平行于板边界的平行双折射板之间的Casimir力[Izv.维什Uchebn扎维德，无线电，{ \bf 12}，1637（1978）]。有趣的新功能的解决方案相比，各向同性板的情况下是存在的卡西米尔扭矩的作用，以排队的光轴，如果他们不平行或垂直。这些力是通过计算电磁场的亥姆霍兹自由能得到的。考虑到这个问题的计算长度和对扭矩的实验测量的希望，用不同的方法检查卡西米尔力的结果是很重要的。我们通过计算板之间的电磁应力张量来提供这种检查，并表明所产生的力与Barash发现的力一致。
2008-06-29 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
The lateral Casimir force beyond the proximity force approximation: a nontrivial interplay between geometry and quantum vacuum
两个波纹金属板之间的横向Casimir力使得研究几何形状和Casimir效应之间的非平凡相互作用成为可能，这超出了邻近力近似（PFA）的有效性范围。定量评价可以通过使用散射理论在微扰展开有效时，振幅小于其他三个长度尺度：平均分离距离$L$的板，周期$λ_\C$和等离子体波长$λ_¶$。在这个微扰的扩展，评估获得任意相对值的$L$，$λ_\C$和$λ_¶$，而限制的情况下，其中一些已经知道，恢复时，这些值服从一些特定的排序。这些结果与现有的实验比较的后果进行了讨论，在文章的最后。
2007-04-20 hep-th quant-ph
Casimir torque
我们发展了一种计算由两个平面各向异性材料包围的空腔内的脉动电磁场所携带的角动量流的形式。通过推广最近采用的任意材料之间的Casimir力的计算程序，我们得到了各向异性板之间的扭矩在其反射振幅矩阵的表达式。我们在1D中评估理想和现实模型材料的扭矩。
2005-11-07 quant-ph
The Mechanical Response of Vacuum
提出了动态Casimir效应的路径积分公式。它使我们能够研究任意变形的空间和时间的完美反射（传导）边界的空腔。干涉真空的机械响应计算的线性顺序中的频率波矢量平面。对于一个单一的波纹板，我们发现在低频率下的质量校正，和有效的剪切粘度在高频率下，两个各向异性。对于两个板，对于大于腔的最低光学模式的所有频率都存在谐振耗散。
1997-01-03 cond-mat.stat-mech 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
The Casimir effect in the nanoworld
卡西米尔效应是由于真空涨落的辐射压力而在宏观世界中产生的一种力。因此，它在纳米机电系统（NEMS）的新兴领域中发挥着关键作用。在本文中，这一作用进行了审查，与讨论的影响的材料特性的反射镜，以及几何形状的依赖性的Casimir效应之间的波纹镜。特别是，Casimir力的横向分量和金属板与错位波纹之间的恢复扭矩进行评估。
2008-09-01 quant-ph
Radiative heat transfer between two dielectric nanogratings in the scattering approach
我们提出了一个理论研究的电介质纳米光栅之间的辐射传热的散射方法。作为与这些精确结果的比较，我们还评估了Derjaguin的邻近近似（PA）的有效域。我们考虑一个系统的两个波纹二氧化硅板与各种光栅的几何形状，分离距离，和横向位移的板相对于彼此。数值计算表明，虽然PA是一个很好的近似对准光栅，它不能使用时，光栅横向位移。我们说明了这一点，基于这样的位移的纳米系统的热调制器设备。
2012-06-01 cond-mat.other quant-ph
The Casimir Effect for Arbitrary Optically Anisotropic Materials
我们扩展了一个虚拟腔的方法来计算Casimir效应的空腔由平面各向异性材料。我们计算的能量，力和扭矩的光的腔壁的系数。我们计算了几个简单系统在零温和有限温下的Casimir效应。作为一个重要的应用，我们计算了半无限各向异性板和各向异性膜之间的扭矩。我们研究了薄膜厚度对转矩的影响，并找到了使转矩最大化的最佳宽度。
2013-01-30 physics.optics quant-ph
Detecting Casimir torque with an optically levitated nanorod
量子真空涨落的虚光子的线动量和角动量可以分别产生Casimir力和Casimir力矩。虽然卡西米尔力已被广泛测量，但卡西米尔扭矩尚未被实验观察到，尽管它在四十多年前被预测。在这里，我们建议检测卡西米尔扭矩与光学悬浮纳米棒附近的双折射板在真空中。纳米棒的轴倾向于与线性偏振光学镊子的偏振方向对准。当它的轴不平行或垂直于双折射晶体的光轴时，它将经历使其取向略微偏移的卡西米尔扭矩。我们计算了作用在双折射晶体附近的悬浮纳米棒上的Casimir力矩和Casimir力。我们还研究了热噪声和光子反冲对力矩和力检测的影响。我们证明了在真空中悬浮的纳米棒将能够在现实条件下检测卡西米尔扭矩。
2017-09-11 physics.optics quant-ph
Casimir effect in the scattering approach: correlations between material properties, temperature and geometry
本文用散射方法计算了电磁场中实镜之间的量子和热Casimir相互作用。我们开始与教学介绍这种方法在简单的情况下，散射是镜面反射。然后，我们讨论了更一般的情况下，固定的任意形状的镜子，并在特定的应用程序中的两个几何形状的实验，即波纹板和平面球的几何形状。结果很好地说明了卡西米尔效应中材料性质、温度和几何形状之间存在的丰富相关性。
2010-06-17 quant-ph
Demonstration of the Lateral Casimir Force
使用原子力显微镜测量正弦波纹镀金板和大球体之间的横向Casimir力，表面间距为0.2 $μ$ m至0.3 $μ$ m。测得的力显示了对应于波纹的所需周期性。它还表现出必要的反四次方距离依赖性。所得到的结果被证明是在一个完整的理论，考虑到边界金属的非线性良好的协议。该演示为在微机电系统中使用卡西米尔效应进行横向平移提供了新的机会。
2002-01-19 quant-ph
Casimir friction: Relative motion more generally
本文推广了我们最近对相互平行运动的介质板Casimir摩擦力的研究[J. S。霍耶和我Brevik，Eur. J. D { \bf 68}，61（2014）]中所描述的方法，应用于板不再限于直线运动的情况。因此，数学形式主义的一部分变得更加繁琐，但最终会简化为我们可以预先预期的自然形式。作为一个例子，我们计算的Casimir扭矩的平面圆盘旋转恒定的角速度围绕其垂直对称轴旁边的另一个板。
2014-09-23 quant-ph
Demonstration of Angle Dependent Casimir Force Between Corrugations
用原子力显微镜测量了正弦波纹镀金板和球体之间在波纹之间不同角度下的法向Casimir力。结果表明，所测得的力值偏离了邻近力近似，与基于梯度展开的理论（考虑了几何和材料性质的相关效应）相一致。我们分析了温度的作用。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。
2013-05-03 cond-mat.other quant-ph
Casimir energy and geometry : beyond the Proximity Force Approximation
我们回顾Casimir效应和几何之间的关系，强调偏离常用的邻近力近似（PFA）。为此，我们使用的散射形式主义，这是目前最好的工具，可用于准确和可靠的理论实验比较。我们首先回顾一下当镜子可以被认为服从镜面反射时，这种形式主义的主要路线。然后，我们讨论了更一般的情况下，非平面镜引起非镜面反射与波矢量和场偏振混合。一般的形式主义已经卓有成效地用于评估粗糙度的Casimir力的效果，以及横向Casimir力或Casimir扭矩之间出现的波纹表面。在这篇简短的评论中，我们把注意力集中在横向力的情况下，这应该在未来的实验演示的非平凡（即超越PFA）的几何形状和卡西米尔效应的相互作用。
2008-01-22 quant-ph
Heat Transfer and Torque in Enclosing Cylindrical Configurations with Nonreciprocal Materials
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Belarusian State University（白俄罗斯国立大学）；Technion--Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Middlebury College（米德尔伯里学院）
该研究分析含非互易材料的封闭圆柱构型中电磁涨落引发的热传递与扭矩关系，推导相关表达式与解析公式，验证热机效率受卡诺极限约束。
2026-08-27 cond-mat.stat-mech 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
Driving quantized vortices with quantum vacuum fluctuations
我们建议使用一个旋转的波纹材料板，以搅拌，通过Casimir-Polder相互作用，在谐波捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体的量子化涡旋。凝结体内这种涡旋的出现无法用基于成对求和方法或邻近力近似的卡西米尔-波尔德势计算来解释。因此，它似乎是一个真正的签名的非平凡的几何效应的电磁真空波动，这充分利用了超流体性质的样品。为了定量地讨论Casimir驱动涡旋的产生，我们导出了光栅前原子感受到的Casimir-Polder势的精确非微扰理论。我们的数值计算结果表明，所产生的量子真空扭矩是强大的，足以提供一个非接触式的角动量转移到冷凝物，并在现实的实验条件下，在分离距离约$3$微米产生量子化的旋涡。
2010-11-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
The Casimir Atomic Pendulum
我们想引入一个原子摆，其驱动力（扭矩）是由于量子真空涨落。将Casimir-Polder效应应用于一种特殊的结构（纳米原子弦和导电板的组合结构），设计了一种原子摆（Casimir原子摆）。使用对应于已知的纳米技术世界的实际可接受的数据，并基于合理/可靠的数值估计，计算钟摆的振荡周期。该摆既是一种新型的微（纳）机电系统，又是一种新型的简单真空机械。它的设计可以被认为是实现可视化真空（卡西米尔）时钟的第一步！
2013-07-31 cond-mat.other quant-ph
Geometrical dependence in Casimir-Polder repulsion: Anisotropically polarizable atom and anisotropically polarizable annular dielectric
在特定的组态中，点各向异性极化原子与环形介质之间的Casimir-Polder相互作用能表现出局域化的长程排斥力。我们发现，当原子位于环形介质的中心，它是积极有利的原子排列其极化率相对于电介质。当原子沿着环形电介质的对称轴移动时，它遇到一个点，在这个点上，可极化原子没有受到扭矩，能量也没有取向依赖性。在这个高度上，原子突然倾向于使其极化率垂直于电介质的极化率。对于某些配置，它遇到另一个更远距离的无扭点，超过这个距离，它更愿意再次指向它的极化率相对于电介质的极化率。我们发现，当原子足够近，并且取向使得能量接近最大值时，原子可能被排斥。对于某些环形极化，排斥可以发生在无扭转高度之下或之上。当原子与一个环相互作用时，与一个带孔的无限大的板相互作用时，性质特征是不同的。特别是，原子在大的距离上可以倾向于垂直于板的极化率取向，与预期的平行取向形成鲜明对比。为了深入了解这种差异，我们研究了一个环形盘，它捕获了两种几何形状在极限情况下的结果。这些能量太弱，不能立即应用，尽管如此，我们阐述了一个有趣的应用程序的原型卡西米尔机使用这些配置。
2020-11-24 quant-ph
