Perturbative Roughness Corrections to Electromagnetic Casimir Energies
在有效低能场论的框架下，得到了由于介电界面宏观粗糙度引起的Casimir自由能的微扰修正。它描述了电磁场与材料的相互作用，其等离子体频率$ω_p$决定了低能尺度。单界面散射矩阵在轮廓方差中的朴素微扰展开对粗糙度关联函数的短波长分量敏感。我们引入广义计数器项，减去和纠正这些高动量的贡献循环膨胀。对于首阶，计数器项由唯象等离子体模型确定。后者被发现是一致的低能量的描述。在长关联长度的限制下恢复了邻近力近似，并给出了Casimir力粗糙度修正的上限。重整化低能理论对粗糙度关联函数的高动量行为不敏感。改进后的理论的预测进行了比较，与未重整化模型和实验。的Casimir相互作用的接口与低水平的粗糙度被发现是很好地再现的平坦的平行板与测量的反射系数在一个距离是略小于平均分离的粗糙表面。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Significance of the Casimir force and surface roughness for actuation dynamics of MEMS
使用测量的光学响应和表面粗糙度地形作为输入，我们进行现实的计算的Casimir和静电力的微机电系统（MEMS）的驱动动力学的综合影响。与预期相反，粗糙度可以影响MEMS动力学，即使在身体之间的距离显着大于均方根粗糙度。这种效应与统计学上罕见的高粗糙度相关，这些粗糙度可能局部靠近接触点。据发现，即使表面粗糙度似乎有一个稳定的平衡的可用性的不利影响，它确保这些平衡可以更容易地达到比在平坦表面的情况下。因此，我们的研究结果对振动传感器，开关和其他相关的MEM架构等微器件的稳定性发挥了主要作用，这些微器件的工作距离低于100 nm。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Roughness correction to the Casimir force at short separations: Contact distance and extreme value statistics
到目前为止，还没有可靠的方法来计算卡西米尔力在分离可比的表面的高度波动的均方根。对粗糙金样品的统计分析表明，存在明显高于均方根粗糙度的峰值。这些峰值重新定义了物体之间的最小分离距离，并且可以通过极值统计来描述。在这里，我们表明，高峰值的Casimir力的贡献，可以计算与成对的加法求和，而正常高度的凸体的贡献可以微扰评估。这种方法提供了一个可靠的估计Casimir力在短距离，它解决了显着的，迄今无法解释的差异粗糙表面之间的Casimir力的测量和微扰理论的结果。此外，我们说明了我们的结果在技术相关的情况下的重要性。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Higher order conductivity corrections to the Casimir force
计算了电磁零振荡在金属中相对穿透深度的三阶和四阶有限电导率修正。所得的解析摄动结果与最近的计算进行了比较。讨论了在现代实验中的应用。
1999-12-19 quant-ph
Casimir energy for surfaces with constant conductivity
我们考虑真空能量的电磁场系统的特点是一个恒定的电导率使用zeta正则化方法。两种情况下的相互作用进行了研究：两个无限薄的平行薄板和一个无限薄的球壳。我们发现平面系统的Casimir能量总是吸引的，并且它具有与两个完美半无限金属相互作用相同的特征距离依赖性。球壳的Casimir能量取决于球体半径的倒数，但它可能是负的或正的，取决于电导率的值。如果电导率小于某个临界值，则相互作用是吸引的，否则Casimir力是排斥的，与球壳半径无关。
2014-04-09 quant-ph
Casimir force at both non-zero temperature and finite conductivity
我们发现了非零温度和有限电导率对实际金属间Casimir力的联合影响。考虑了两个平行平板和平板上的一个球面（透镜）的相互作用。发展了两个参数（相对温度和零点振荡进入金属的相对穿透深度）的微扰理论。微扰结果与计算结果进行了比较。最近的证据表明，在实际金属之间的小间距可能存在大的温度校正不支持。
2000-03-06 quant-ph
Characterization of optical properties and surface roughness profiles: The Casimir force between real materials
Lifshitz理论提供了一种方法来计算两个平板之间的Casimir力，如果频率相关的介电函数的平板是已知的。实际上，任何板都是粗糙的，其光学性质仅在某种程度上已知。对于高精度实验，必须仔细表征板，否则实验结果不能与理论或其他实验进行比较。在本章中，我们将解释为什么相互作用材料的光学性质对卡西米尔力很重要，如何测量它们，以及如何使用这些性质计算力。表面粗糙度可以例如用原子力显微镜图像来表征。我们介绍了可以从这些图像中提取的粗糙表面的主要特征，并解释了如何使用它们来计算力的粗糙度校正。正如我们的实验所示，在小的分离处，这种校正变得很大。最后讨论了两粗糙面接触时的距离，并说明了这一参数对确定物体间绝对距离的重要性。
2011-01-11 cond-mat.other quant-ph
Casimir energy for $N$ constant conductivity $δ$-plates with a neural network perception
本文将$N$个$δ$板的多重散射分解为近邻与次近邻贡献，研究恒定电导率多板及理想磁导体情形的卡西米尔能量，并用神经网络识别Boyer排斥构型中的吸引与排斥区域。
2025-06-06 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
Casimir force under the influence of real conditions
考虑非零温度、边界金属有限电导率和表面粗糙度，对两块平行平板和平板上方的球面透镜（球体）的Casimir力进行了解析计算.金属的介电常数由等离子体模型描述。证明了在等离子体模型的情况下，基于Lifshitz公式的量子场论的散射形式在Matsubara公式中是很好定义的，并且不需要对零频率贡献进行任何修改。卡西米尔力的温度修正完全相对于温度和微扰（电磁零点振荡进入金属的相对穿透深度的二阶）相对于有限电导率。给出了低温和高温的渐近性，并分别确定了纵模和垂直模的贡献。作为一个例子，铝测试机构被认为是显示出良好的协议之间获得的分析结果和以前进行的数值计算。粗糙度修正正式列入和公式允许计算Casimir力的影响下，所有相关因素。
2001-09-22 quant-ph
The Casimir force between metallic mirrors
本文研究金属有限电导率和有限温度对卡西米尔力的修正，采用等离子体模型计算平面金属板间的力和能量，并与分别计算后简单相乘的常见近似进行比较。
2001-05-11 quant-ph
Nernst heat theorem for the Casimir-Polder interaction between a magnetizable atom and ferromagnetic dielectric plate
研究了可极化可磁化原子与铁磁介质平板相互作用系统中Casimir-Polder自由能的低温行为。结果表明，相应的Casimir-Polder熵随着温度的消失而趋于零，即，如果在计算中忽略板材料的直流电导率，则能斯特热定理是满足的。如果考虑直流电导率，则违反能斯特定理。这些结果进行了讨论，根据最近的实验。
2020-03-23 quant-ph
Casimir effect for biaxial anisotropic plates with surface conductivity
构造了由两个半无限各向异性材料板组成的系统的Casimir能量。每一个都是由体复介电常数张量和自由边界上的表面电导率来表征的。通过求解各向异性介质中的麦克斯韦方程组，得到了系统各部分的散射矩阵和菲涅耳系数的一般形式。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Problems in the theory of thermal Casimir force between dielectrics and semiconductors
本文考虑应用Lifshitz理论来描述半导体与晶体之间的热Casimir力。它表明，对于所有的真π（即，对于在零温度下具有零电导率的所有材料），将在非零温度下产生的非零电导率包括到介电响应模型中导致违反能斯特热定理。这一结果同样适用于简单绝缘体、本征半导体、Mott-Hubbard半导体和掺杂浓度低于临界值的杂质半导体。我们证明，在绝缘体-金属过渡的Casimir自由能突然变化，无论电导率连续或不连续变化。应用Lifshitz公式对极坐标系进行计算，得到了与温度成线性关系的大的热修正。一个规则，制定了如何应用的Lifshitz理论，以实际材料符合热力学和实验。
2008-02-26 quant-ph
Experimental test for the conductivity properties from the Casimir force between metal and semiconductor
利用原子力显微镜对金属化大球体与半导体平板之间的Casimir力进行了实验研究。改进的校准和测量程序可以减少不同不确定性的作用。采用严格的统计程序，在95%置信度下分析随机、系统和总实验误差。考虑到文献中讨论的所有理论不确定性，计算了具有不同电导率特性的半导体板的理论Casimir力。实验和理论之间的比较是在95%和70%的置信度下进行的。结果表明，对于实验中使用的半导体板，理论计算结果与实验数据是一致的。同时，在70%的置信度下，通过实验排除了描述电介质板的理论。从而证明了Casimir力对半导体的电导率性质是敏感的。
2006-03-13 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Casimir-Polder force between an atom and a dielectric plate: thermodynamics and experiment
本文根据Lifshitz理论，得到了介质板附近原子Casimir-Polder自由能和熵的低温行为。所得到的结果被证明是一致的，如果不考虑板材料的直流电导率。在包含直流电导率的情况下，标准的Lifshitz理论（对于所有的ε）和考虑屏蔽效应的推广（对于宽范围的ε）都违反了能斯特热定理。列入屏蔽效应也被证明是不一致的卡西米尔力测量的实验数据。这种不一致的物理原因进行了阐述。
2008-09-16 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
Perturbation approach to the Casimir force between two bodies made of different real metals
考虑了两个不同金属试件之间的Casimir力。考虑到金属的导电性的有限性扰动到第四阶的电磁零点振荡到金属的相对穿透深度。针对不同的扰动阶数明确计算了非零温度的影响，发现仅在零阶和一阶中很重要。两个平行板和板上方的球体（球面透镜）的配置被认为由$Au$和$Cr$制成。所获得的结果也可用于考虑表面粗糙度。从而确定了不同金属间的Casimir力与所有修正因子的总量。这在各种应用中可能是有用的。
2003-02-16 quant-ph
Measurement of the Casimir force between dissimilar metals
首次精确测量了异种金属间的Casimir力。在微机电扭转振荡器上蒸发的Cu层和沉积在Al $_2$ O $_3$球上的Au层之间的吸引力在6 fN/ $\sqrt{\rm{Hz}}$的噪声水平下动态测量。在0.2-2 $μ$ m范围内进行分离测量。结果同意优于1%，在0.2-0.5 $μ$ m范围内的理论模型，考虑到有限的导电性和粗糙度的两种金属。观察到的差异，这是远远大于实验精度，可以归因于缺乏一个完整的表征的实验中使用的特定样品的光学特性。
2003-07-31 quant-ph
Nonlinear actuation dynamics of driven Casimir oscillators with rough surfaces
在低于100 nm的分离，Casimir-Lifshitz力强烈影响微机电系统（MEMS）在干燥真空条件下的驱动动力学。对于一个微米大小的板附近的表面振荡，这模仿了一个经常使用的设置与MEMS实验中，我们表明，表面的粗糙度显着影响的振荡器的定性动力学。通过分析和数值方法相结合，它表明，表面粗糙度导致混沌运动，最终导致表面之间的静摩擦的初始条件明显增加。由于静摩擦导致MEMS振荡器的故障，我们的研究结果是微器件设计的核心兴趣。此外，他们是具有根本意义的动机与MEMS进行的实验。
2015-11-08 nlin.CD physics.class-ph quant-ph
Experimental procedures for precision measurements of the Casimir force with an Atomic Force Microscope
精确测量卡西米尔力所需的实验方法和程序。特别是，获得稳定的悬臂梁，校准的悬臂，校正的热和机械漂移，测量接触分离，球半径和粗糙度的最佳实践进行了讨论。
2008-02-26 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Systematic Correction for "Demonstration of the Casimir Force in the 0.6 to 6 micrometer Range"
提出了一种新的系统修正卡西米尔力测量的结果，并应用于一个实验，是在十多年前进行的。这种修正使实验结果与金属板介电常数的Drude模型符合得很好。该系统是由于机械振动或倾斜或位置测量不确定性引起的板之间的距离的时间依赖性波动，并且类似于板粗糙度的校正。
2010-07-24 cond-mat.other quant-ph
Role of the Casimir force in the capacitive radio-frequency microelectromechanical switches
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）
研究考虑真实材料特性和表面粗糙度时，圆柱形膜片与底电极间卡西米尔力对微机电开关性能的影响，发现短距离下卡西米尔力可能超过电力，影响开关稳定循环工作。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Casimir effect within scattering theory
我们回顾了Casimir效应的散射技术的理论。经过多年的理论努力，这种形式主义现在基本上被掌握，因此理论-实验比较的准确性取决于实验条件描述的精确性和针对性水平。由于对实验中使用的真实反射镜的光学性质的不完全了解，不完全反射的影响仍然是理论与实验比较中的不确定性来源。出于同样的原因，耗散镜之间的卡西米尔力的温度依赖性仍然是一个有争议的问题。我们还强调，真正的镜子不完全服从镜面反射的假设，这是几乎所有的材料和温度校正的计算中使用。这个困难可以通过使用更一般的散射形式主义来解决，该散射形式主义考虑具有混合的波矢量和场偏振的非镜面反射。这个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力波纹表面之间出现。通常使用的“邻近力近似法”导致对这两种效应的描述不准确。
2006-11-09 quant-ph
The Casimir-Polder effect for a stack of conductive planes
利用zeta函数正则化方法，考虑了原子与由无限薄平面组成的多层体系的Casimir-Polder相互作用.作为原型材料，每个平面由石墨烯片表示，其光学响应由恒定电导率或Drude-Lorentz模型电导率描述。各种分离的渐近表达式推导和数值计算相比。我们区分大原子/平面限制，其中延迟效应是突出的，和小原子/平面限制，其中典型的范德华系数被发现是依赖于石墨烯的数量和特征距离。不同原子和石墨烯导电性模型的计算能量提出了Casimir-Polder效应的基础科学，并提出了在实验上操纵这种相互作用的方法。
2016-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comment on "Thermal Effects on the Casimir Force in the 0.1-5 micrometer Range"
在最近的一篇论文中（M。Bostrom和Bo E。Sernelius，Phys. Rev. Lett. 84，4757（2000））分析了有限电导率和有限温度对Casimir力的联合影响，得到了与其他理论结果和最近的实验结果有显著偏差的结果。在这篇评论中，我表明外推到零频率是不正确的，因为作者忽视了电磁模式的波数和频率必须同时接近零
2001-05-14 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
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
New Developments in the Casimir Effect
我们提供了一个新的卡西米尔效应的实验和理论发展的审查。卡西米尔效应是由零点电磁能边界的改变引起的。卡西米尔力的独特之处在于它对形状的强烈依赖，从吸引力到排斥力的转换是边界的大小，几何形状和拓扑结构的函数。因此，卡西米尔力是量子真空的边界依赖性的直接表现。我们深入讨论了在场论中的无穷大的一般结构，这些无穷大被zeta函数正则化和热核展开的组合所去除。给出了正则化真空能的不同表示。计算了一些有应用价值的组态中的Casimir能量和力。我们强调发展的Casimir力的真实介质，包括非零温度的影响，有限的导电性的边界金属和表面粗糙度。同时，基于非零温下的凝聚态物理和量子场论，详细研究了这些重要因素的综合作用。测量卡西米尔力的实验也进行了审查，首先与旧的测量和完成与现代精密实验的详细介绍。后者是准确地与实际介质的理论结果进行比较。在评论的最后，我们提供了最新的约束修正牛顿引力定律和其他假设的长程相互作用在亚毫米范围内获得的卡西米尔力测量。
2001-06-08 quant-ph
Casimir free energy of dielectric films: Classical limit, low-temperature behavior and control
本文研究了真空中自支撑和沉积在金属或介质板上的介质膜的Casimir自由能。它示出的自由能的值在很大程度上取决于是否使用的计算方法忽略或考虑到膜材料的直流电导率。我们证明了在前一种和后一种情况下，分别存在依赖于材料的和普遍的经典极限。本文给出了低温下自支撑介质膜Casimir自由能和Casimir熵的解析表达式，结果表明，如果采用忽略直流电导率的计算方法，Casimir熵在温度为零时趋于零。如果考虑直流电导率，则Casimir熵在零温度下取正值，这取决于膜的参数，即，就违反了能斯特热定理。通过考虑Casimir自由能的二氧化硅和蓝宝石薄膜沉积在Au板的框架中的两种计算方法，我们认为，物理上正确的值是通过忽略直流电导率的作用。与已知的两个平行板的配置的结果进行了比较。最后，我们计算了沉积在不同厚度的高阻硅板上的二氧化硅、蓝宝石和锗薄膜的Casimir自由能，并证明了它可以是正的、负的和等于零。讨论了所得结果在微电子学用薄膜中的可能应用。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Correlation between plasma and temperature corrections to the Casimir force
当比较卡西米尔力的实验结果与理论预测时，理论的准确性与实验的精确性一样重要。在这里，我们评估卡西米尔力时，有限的反射器的电导率和有限的温度同时考虑。我们表明，这两个校正是相关的，即它们不能，在原则上，单独评估，简单地乘以。我们估计相关因子，它测量偏离这个共同的近似。我们专注于我们的注意力的情况下，光滑和平面板的金属光学响应建模的等离子体模型。
2001-11-30 quant-ph
Measurement of the Casimir force between a gold sphere and silicon surface with nanoscale trench arrays
我们报告测量的Casimir力之间的金球和硅表面的纳米级阵列，矩形波纹使用微机械扭转振荡器。在150 nm和500 nm之间的距离，测得的力显示出显着的偏差，从两两相加公式，表明强烈的依赖性的Casimir力的相互作用机构的形状。然而，所观察到的偏差是小于计算值的完美导电表面，可能是由于有限的导电性和几何效应之间的相互作用。
2008-05-24 quant-ph
On Casimir force between two real metallic plates
Saratov State University（萨马拉国立大学）
本文针对真实金属板间卡西米尔力的修正问题，采用多种介电模型研究有限温度下的力修正，分析利夫希茨公式的围道积分遗漏问题，给出近远区结果并验证一阶修正的一致性。
2026-08-18 quant-ph
Repulsive Casimir forces produced in rectangular cavities: Possible measurements and applications
我们进行了理论分析的设置旨在测量的排斥（向外）卡西米尔力预测存在内部的完美导电矩形腔。我们认为真正的金属，温度和表面粗糙度的导电性的作用。还考虑使用这种排斥力来减少微纳机电系统（MEMS和NEMS）中的摩擦和磨损。
2006-01-13 cond-mat.other hep-ph quant-ph
Casimir forces in the time domain: I. Theory
我们介绍了一种方法来计算Casimir力在任意几何形状和任意材料的基础上的时域有限差分（FDTD）计划。该方法涉及的时间演化的电场和磁场响应于一组电流源，在一个修改的介质与频率无关的电导率。这种方法的优点是，它允许利用现有的FDTD软件，无需修改，计算Casimir力。在这份手稿，第一部分，我们专注于推导，实施的选择，和基本属性的时域算法，考虑分析和说明在最简单的平行板几何。第二部分介绍了更复杂的二维和三维几何形状的结果。
2009-04-21 quant-ph
Casimir force between metallic mirrors
研究了金属有限电导率对Casimir效应的影响。我们把重点放在明确的理论评价，这可以帮助比较实验结果与理论。计算了平面金属板的Casimir力的折减。计算了在相同组态下的Casimir能量的降低。它可用于通过“邻近定理”推断平面球几何中的力的减少。频率依赖的介电响应函数的金属表示的简单的等离子体模型，或更准确地说，通过使用已知的光学数据的金属在最近的实验中使用，即Al，Au和Cu。在后两种情况下，这里得到的结果与最近发表的结果有很大不同。
1999-09-22 quant-ph
Precision Measurement of the Casimir Force from 0.1 to 0.9 microns
我们用原子力显微镜对直径为196微米的金属球与平板之间的卡西米尔力进行了精确测量。对于0.1至0.9微米的板-球分离测量力。实验结果与目前的理论计算，包括有限的电导率，粗糙度和温度的修正是一致的。理论和实验之间的均方根平均偏差为1.6 pN，对应于最小分离时的1%偏差。
1998-12-09 cond-mat physics.optics quant-ph
The low temperature behavior the Casimir-Polder energy for conductive plane
本文考虑了原子/平面系统自由能的低温展开，给出了平面张量电导率的一般对称形式。结果表明，第一修正量与温度$\sim T^2$的二阶成正比，并来自TM模。数值结果表明，不同电导率模型的展开式和精确表达式是一致的。
2018-08-24 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
What is the Temperature Dependence of the Casimir Force between Real Metals?
本文报道了有限电导率金属间Casimir力的温度修正情况。它表明，等离子体介电函数是很好地适应的Lifshitz公式，并导致合理的结果，为真正的导体。在非零温条件下，描述有耗散介质的Drude介电函数不属于Lifshitz公式的适用范围。对于德鲁德金属，建议对该公式的零频项作特殊修改。对最近文献中关于这一问题的相互矛盾的结果进行了分析和解释。
2001-11-04 quant-ph
Apparatus to probe the influence on the Casimir effect of the Mott-Anderson metal-insulator transition in doped semiconductors
本文描述了一个等电子微分装置，用来观察杂质半导体中Mott-Anderson金属-绝缘体转变对Casimir力的影响。不同的色散力理论导致对这种效应的不同预测。基于卡西米尔力的绝对测量，通过标准装置对这个问题进行调查是非常困难的，因为在可以精确测量卡西米尔力的亚微米分离区域中效果很小。这里所描述的差分装置通过设计对模糊Casimir实验的解释的几个误差源免疫，如静电贴片、板分离的不准确确定、表面粗糙度和光学数据中的误差。在所提出的装置的帮助下，应该有可能最终确定半导体测试体的卡西米尔效应的替代理论中哪一个是正确的。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Low-Frequency Character of the Thermal Correction to the Casimir Force between Metallic Films
Casimir力的有限温度修正的频谱可以通过使用有限传导率金属板的Lifshitz形式来确定。我们表明，TE电磁模式的校正是由频率如此之低，板不能被建模为理想的电磁波。我们还解决了有关的问题，在金属导体的表面和内的电磁场的行为，并claculate使用适当的低频金属边界条件的表面模式。我们的结果带来的tehrmal修正到协议与先前获得的实验结果。
2004-04-20 quant-ph
The Low-Frequency Character of the Thermal Correction to the Casimir Force between Metallic Films
Casimir力的有限温度修正的频谱可由有限电导率金属板的Lifshitz公式确定。我们表明，校正的$TE$电磁模式是占主导地位的频率如此之低，板不能被建模为理想的电磁波。我们还解决了与电磁场在表面和金属导体内的行为有关的问题，并使用适当的低频金属边界条件计算表面模式。我们的结果使热修正与先前获得的实验结果一致。我们提出了一系列的测量方法来检验我们分析的准确性。
2004-06-22 quant-ph
Classical Casimir interaction in the plane-sphere geometry
本文研究了高温经典极限下平面球几何中的Casimir相互作用。在这个极限中，需要考虑金属板的有限导电性。对于Drude模型，经典的Casimir相互作用仍然被发现是独立的导电性，使它可以被描述为一个单一的通用功能，仅取决于纵横比$x=L/R$，其中$L$是板间距离和$R$的球半径。这个普遍的功能不同于完美的反射器，原则上是服从实验测试。接近力近似的精确结果的渐近方法似乎与$\ln x$中的多项式展开很好地拟合。
2012-04-13 cond-mat.other quant-ph
The quest for Casimir repulsion between Chern-Simons surfaces
在本文中，我们批判性地重新考虑表面之间的Casimir排斥进行陈-西蒙斯相互作用（对应于霍尔型导电性）。我们提出了一个推导的Lifshitz公式适用于任意平面几何形状，并讨论其性质。这种分析使我们能够解决以前文献中的一些矛盾。我们计算Casimir能量的两个表面，具有恒定的纵向和霍尔电导率。只有当两个表面具有相同符号的霍尔电导率时，排斥才是可能的。然而，纵向电导率存在一个临界值，超过该临界值，排斥消失。我们还考虑了一个模型，其中奇偶奇和奇偶校验项的电导率产生的极化张量的表面模式。与以前的文献L. Chen和S.- L. Wan，Phys.Rev.B84，075149（2011）; B85，115102（2012），我们包括奇偶异常项。这一项确保了无限大质量表面模的电导率为零。我们发现，至少对于一个单一的模式，无论其质量的符号和值，有没有卡西米尔排斥。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Repulsive Casimir Effect with Chern insulators
我们从理论上预言，只要表征两个Chern绝缘体板的Chern数的符号相反（相等），真空中两个Chern绝缘体板之间的Casimir力在长距离上可以是排斥（吸引）的.该系统的一个独特的特点是，可以简单地通过翻转其中一个板或通过静电掺杂来调整力的符号。我们计算并考虑了板的全光学响应，并认为这种排斥是这些系统的普遍现象，因为它依赖于量子化的零频率霍尔电导率。我们表明，实现排斥是可能的，与铬掺杂的（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$，最近被发现是陈绝缘体量子化霍尔电导率的薄膜。
2013-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory confronts experiment in the Casimir force measurements: quantification of errors and precision
我们比较了用原子力显微镜测量金表面Casimir力的理论和实验。随机和系统的实验误差，发现导致总绝对误差等于8.5 pN在95%的置信度。在相对误差方面，在95%置信水平下，在62 nm的最短分离处获得的实验精密度为1.75%（在60%置信水平下，在最短分离处确认的实验精密度为1%）。Casimir力的理论计算的准确性和其应用的实验配置的独立测定仔细。特别注意的是样品相关的变化的光学制表数据，由于晶粒的存在下，表面等离子体激元的贡献，并引入使用的邻近力定理的错误。非乘法和衍射型的表面粗糙度修正的贡献进行检查。估计了由于金膜的多晶性质引起的贴片电势引起的电力。有限的尺寸和热效应被认为是可以忽略不计的。在62 nm和200 nm处的理论精度分别为1.69%和1.1%。在实验和理论误差的范围内，实验和理论之间非常好的一致性被确认，其特征在于在所有测量范围内的均方根偏差约为3.5 pN。得出的结论是，卡西米尔力相对于样品依赖的光学和电学性质的变化是稳定的，这开辟了新的机会，使用卡西米尔效应用于诊断目的。
2004-01-24 quant-ph
Casimir force between Weyl semimetals in a chiral medium
本文研究了由两个外尔半金属（WSM）组成的系统中的Casimir效应。为了计算Casimir力，我们计算了材料对手征光子的光学响应。我们发现，如果两个WSM之间的介质是法拉第材料，可以得到一个排斥Casimir力，并为现实的实验参数，其幅度可以大大提高在几微米的短距离。此外，在考虑的系统中的各种参数可以修改。它们中的一些是所采用的材料固有的（WSM的霍尔电导率的绝对值、法拉第材料的费尔德常数），而它们中的一些甚至对于固定的样品也可以在外部操纵，例如外部磁场和确定其电导率的符号的板的取向。这些参数的适当组合可以用于从吸引切换到排斥，并将捕获距离（其中没有力作用在板上）设置在它们之间的任何期望距离处。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Field Theoretic Approach to Roughness Corrections
我们发展了一个系统的场论描述的粗糙度修正的Casimir自由能的平行板。通过指定高度剖面的关联函数的生成函数来模拟粗糙度，两点关联函数由剖面的方差σ^2和相关长度\ell表征。我们得到了无质量标量场通过δ函数势与表面高度分布相互作用的配分函数。该模型的配分函数也通过全息约化为二维平面上的三个耦合标量场给出。原始的三维空间与一个平行板在分离'a'被编码在其边界上的表面场的非局部传播子。推导了该等效2+1维模型的费曼规则，并构造了相应的反项.该模型的自由能的双环贡献给出了主要的粗糙度校正。粗糙板的绝对间距是在有效平面上测量的，该有效平面从其轮廓的平均值偏移了一个距离ρ \propto σ^2/ \ell。这种分离的定义消除了对1/a^4阶自由能的修正，得到了一个酉模型。在极限\ell \ll a中导出了一个有效的低能理论。它给出了一个非常粗糙的平板的散射矩阵和有效的平面表面的单一长度尺度ρ。粗糙板上的Casimir力总是随着关联长度\ell的减小而减弱。自由能的双环近似值介于有效低能模型的自由能和邻近力近似值之间--σ \gtrsim 0.5 \ell的非常粗糙的板上的力比任何间距的平板上的力都弱。
2011-08-11 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
On the Theory of Casimir-Polder Forces
考虑了原子靠近非磁性物体时的能量移动，其中非磁性物体的磁矩与量子化的磁场耦合。相应的排斥Casimir-Polder力得到一个完美的导体，金属，介电介质，与介电性质建模的Drude公式，和超导体在零温度。利用Mattis-Barclay线性响应理论得到了超导体的介电性质，并给出了低频电导率的一些有用表达式。用著名的Weisskopf-Wigner理论讨论了具有给定初态的量子动力学，并与电偶极耦合的相应结果进行了比较。所得结果与传统的主方程方法是兼容的。为了说明几何形状和材料性质的依赖性，数值计算结果的基态使用两个级别的近似。
2009-09-05 quant-ph
Halving the Casimir force with conductive oxides: experimental details
这项工作是去年发表在《物理评论快报》上的一篇论文的扩展版本[S。de Man等人，物理修订信函103，040402（2009）]，其中我们提出了对涂覆有金的球体与涂覆有金或氧化铟锡（ITO）层的板之间的卡西米尔力的测量。在空气中进行的实验表明，ITO具有足够的导电性，可以防止电荷积累，但与金相比，仍然足够透明，可以将Casimir吸引力减半。在这里，我们报告了所有的实验细节，由于可用空间有限，在前一篇文章中被省略了。我们讨论了我们的设置在校准过程的稳定性和Casimir力测量的再现性方面的性能。我们还介绍和演示了一种新的技术，以获得我们的力传感器的弹性常数。此外，我们提出了一个彻底的描述的实验方法，全面的数据阐述和误差分析的解释，并在实际实验中使用的样品的介电函数和表面粗糙度的完整表征。
2010-12-17 physics.ins-det quant-ph
Thermal corrections to the Casimir effect
自1948年以来，卡西米尔效应，反映了具有材料边界的区域中电磁场的量子真空涨落，已经在理论和实验上进行了研究。在各种室温实验中，测量了平面和曲面的电介质和金属表面之间的力在10%到1%的水平，并与零温理论取得了显着的一致性。在拟合的数据，由于表面粗糙度，补丁电位，曲率和温度的各种校正已被纳入。本文的主题正是后者。我们指出，事实上，还没有检测到温度依赖性，实验情况仍然是太流体允许的结论热修正卡西米尔效应。从理论上讲，有一些关于热力学和电动力学的微妙问题，导致了关于这些修正性质的不同预测。然而，一个普遍的共识似乎已经出现，这表明卡西米尔效应的温度修正相对较大，并且应该在未来的实验中观察到，涉及在几微米尺度上分离的表面。
2006-07-06 hep-th 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
Polarization tensor in spacetime of three dimensions and quantum field theoretical description of the nonequilibrium Casimir force in graphene systems
本文将石墨烯 Dirac 模型中的极化张量改写为沿实频率轴的紧凑统一形式，并用于分析含空间色散的非平衡 Casimir 力。
2025-02-19 quant-ph
Improved tests of extra-dimensional physics and thermal quantum field theory from new Casimir force measurements
我们报告了额外的维模型和其他物理超越标准模型的基础上测量的Casimir力的两种不同的金属之间的分离范围为0.2- 1.2 $μ$ m的新的限制。静态测量了微机电扭转振子的Au球与Cu板之间的Casimir力，其绝对误差为0.3pN。此外，还动态测定了两平行平板间的Casimir压力，绝对误差为$\approx 0.6$ mPa。在实验和理论误差的范围内，结果与考虑到两种金属的有限导电性和粗糙度的理论一致。实验和理论之间的一致程度被用来限制额外维度物理学和热量子场论的预测。结果表明，这些实验排除了热Casimir力的两种理论方法，即预测效应与温度成线性关系。最后，在56 nm至330 nm的范围内，对牛顿引力定律的汤川修正的约束被加强了一个数量级以上。
2003-10-14 hep-ph quant-ph
