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动态卡西米尔效应的视角
今年，我们庆祝 Gerald T. Moore [1] 发表开创性论文 50 周年。这项工作让我们首次了解到一个令人费解的量子场现象——它预测当我们改变空电磁腔的边界条件（例如移动其中一个镜子）时会发生什么。从经典角度来看，什么都不应该发生——从某种意义上说，我们作用于一个不存在的物体。在量子物理学中，有一个时间-能量不确定性关系 ∆E∆t ≥ ℏ /2，这表明如果我们考虑小的时间间隔 ∆t，我们还需要考虑至少 ∆E ≥ ℏ /2∆t 的能量不确定性。因此，即使真空的能量为零，我们也需要考虑能量为 ∆E/2 的粒子及其反粒子自发出现，然后在时间 ∆t 内再次相互湮灭的可能性。我们无法从真空中提取这种所谓的零点能量，那么我们如何验证这种非常不平凡的虚无描述呢？1970 年，摩尔告诉我们，如果我们以足够快的速度移动镜子，我们就可以阻止湮灭，粒子就会被迫存在。这个过程被称为动态卡西米尔效应 (DCE)。能量来自镜子的运动，粒子通常成对产生。这种效应可以通过实验观察到吗？
排斥卡西米尔力和范德华力
材料表面之间电磁场的约束会导致后者之间产生力，这是由于前者的量子涨落造成的，这种力有许多有趣的特点。首先，这种力代表了真空量子性质的宏观表现，可以用当前的实验技术测量。其次，对自然界中的几种现象进行仔细研究后，有强有力的证据表明，粘附、摩擦、润湿和粘滞从根本上说是这些量子涨落的结果。第三，随着设备不断向纳米级小型化，设计物体间真空涨落的能力可能为改进设备架构、组装方法或功能铺平道路。在本文中，我们将简要讨论最近对长距离和短距离排斥力的测量、未来实验的测量方案，以及利用修改真空涨落约束产生的这些力的能力的技术机会。
![arxiv：2502.04950v1 [Quant-ph] 2025年2月7日](/simg/6\62658c8c5932a77940998d5bbf5b5940842a4279.webp)
arxiv：2502.04950v1 [Quant-ph] 2025年2月7日
超导转变对Casimir效应的影响仍然在实验上。我们提出了一种解决这一挑战的新方法，利用了平行磁场在厚膜中引起的一阶超导过渡。根据Mattis-Bardeen理论，我们对与PB膜相对的AU球的计算预测了整个过渡的Casimir力的跳跃。通过定期调节磁场，我们诱导了对Casimir力的相应调制，该调制应与现有的微观振荡器技术可容易检测到，开辟了一个有希望的途径，以最终观察长期追求的casimir-Supuctuctivity耦合。成功测量了这种效果将为Casimir力的基本性质及其与宏观量子现象的相互作用提供关键见解。
![arxiv：2402.06972v2 [cond-mat.mes-hall] 2024年2月17日](/simg/0\04127dd52c304790cd1a796f479cf4c3761cb32e.webp)
arxiv：2402.06972v2 [cond-mat.mes-hall] 2024年2月17日
Casimir效应[1，2]是由于量子真空波动引起的中性物体的相互作用。对高级材料之间Casimir相互作用的研究是一个新的和有希望的研究领域[3]。一方面，这些材料的异常电子特性会对Casimir力产生有趣的影响。另一方面，Casimir实验的提高质量使它们成为探索材料本身的有用工具。dirac材料（在足够低的能量下遵守二级式dirac-type方程）为我们提供了一个量子场理论与凝结物质之间相互作用的示例。石墨烯是该家族的重要代表[4，5]。处理狄拉克材料是很自然的，可以通过清理的极化张量来描述与电磁场的相互作用，并使用此张量来计算Casimir相互作用。在石墨烯的情况下，在[6]和[7]中使用了这种方法，分别在零和非零温度下使用。值得注意的是，石墨烯的Casimir相互作用的极化张量方法是实验中唯一证实的方法[8-11]。所有真实材料都包含杂质。特定形式的杂质可能会有所不同。杂质是指破坏原始材料清洁度的一般形式。在评论[12-15]中可以找到石墨烯样材料中杂质和缺陷的分类。石墨烯的二维性质减少了可能的缺陷和杂质类型的数量。因此，我们不会尝试关键是，它在居住在石墨烯表面外面的ADATOM或替代杂质在能量上有利。可能会被充电[16-18]，磁[15]，同位素[19，20]，拓扑结构（例如五角大州和七肠）[13，21]，或者是缺陷和生长诱发的缺陷等缺陷[22]和群集缺陷[12]。有意的杂质通常称为掺杂剂，而杂质本身可以是故意的，也是无意的（意外）。掺杂用于改变材料的物理或化学特性。石墨烯中的杂质[23，24]可能会将狄拉克附近的线性分散体转换为二次的杂质，这表示杂质引起的质量间隙的外观。描述杂质及其对材料物理特性的影响有不同的方法。常见是具有射击或远程电位[13]和散射方法[25，26]的紧密结合模型。使用石墨烯中的各种杂质类型，我们需要一个良好的模型，该模型可以捕获杂质的通用特性，同时非常简单地用于计算偏振张量。一种成功描述杂质的方法在于将准粒子的传播器添加到描述杂质散射率的参数γ。换句话说，γ是fermion自能的虚构部分。在[27 - 31]中的外部磁场存在大多数情况下，这种描述已应用于石墨烯。我们将自己限制在零温度和消失的化学潜力的情况下。[31]的计算与石墨烯中巨型法拉第旋转的测量[32]非常吻合。原则上γ可以取决于频率，尽管保持频率似乎是一个良好的近似值。在这项工作中，我们忽略了杂质的另一个作用，这是它们产生非零化学势µ的能力。在[10，11]中考虑了石墨烯表面上原子（主要是钠）的一种特殊形式的杂质（主要是钠）及其对Casimir力的影响。根据这些论文，这种杂质会导致石墨烯的质量间隙和非零化学潜力，而不是通过散射速率γ描述的杂质散射的出现。本文的主要目标是研究杂质散射速率γ对石墨烯与理想金属之间Casimir相互作用以及两个石墨烯片之间的影响。这是一个简化的设置。
头条发现 - 2009 年春季，第 5 卷，第 1 期
卡西米尔效应是一种量子级吸引力，最早由俄罗斯科学家于 1961 年描述。想象一下，两块平行的金属板在真空中紧密地放在一起。在真空中，量子粒子瞬息万变。它们与其他物质的短暂相互作用足以推动金属板。现在想象一下，金属板彼此非常接近，以至于空间限制了它们之间可以容纳的量子粒子的大小（而每块金属板的另一侧没有这种限制）。卡西米尔效应表明，这种限制导致来自金属板外表面的压力超过金属板相对侧的压力，将它们推到一起，使它们粘在一起。这种效应可以使小物体（理论上是纳米机器）的运动部件粘在一起，产生“粘滞”。
![arxiv：2205.13518V2 [QUANT-PH] 2024年2月26日](/simg/9\933c5be3092109f012a3c5b1f418b3033e481731.webp)
arxiv：2205.13518V2 [QUANT-PH] 2024年2月26日
Casimir-Polder力[1]在两个电力中性极化的颗粒之间作用于远远超过其尺寸的距离或经历的可中性极化粒子，这是宏观的互面部。这是由电磁场的零点和热闪光的联合作用引起的吸引力。In the condition of thermal equilib- rium, i.e., under equal temperatures of the particles, ma- terial surface, and the environment, the Casimir-Polder free energy and force are expressed via the dynamic po- larizability of these particles (atoms) and the reflection coefficients of electromagnetic fluctuations on the surface in the framework of the Lifshitz theory [2, 3].当将其中一个被视为罕见的培养基时，分别表达式来自两个平行板之间Casimir力的Lifshitz公式。获得的结果在基本物理和应用物理学中发现了许多应用（参见参考文献[4，5]进行审查）。对于不均衡状况，例如，对于将表面保持在一个温度而而在一个纳米骨或原子的情况下，它们被广泛[6-11]，而环境则以其他温度为特征。最近，考虑了两个具有温度依赖性介电渗透率的类似板[12]和两个超导板[13]，考虑了两个类似的板中的casimir力。参考文献中证明了两个平行板之间的非平衡排斥力casimir力。[14]。[21]在一般散射形式的框架中 -纳米颗粒和平面之间的Casimir-polder力是对总粒子表面相互作用的重要贡献，该粒子表面相互作用还包括出生的脉动和机械接触力[15，16]。纳米颗粒与材料表面之间的相互作用的研究非常关注，例如设计传感器，例如电化学传感器和生物传感器，以满足生物电子的需求[17-20]。在参考文献中研究了一个小球和板之间的不平衡卡西米尔 - 轮轴 - 两个小球之间的研究。
Christopher Mogan Wilson博士联系信息
2012/10-2018/10瑞典与瑞典Chalmers大学Goran Johansson教授的长期合作合作。这项合作包括自2012年以来的11个出版物，介绍了包括动态Casimir效果和微波量子光学器件在内的主题。我们继续积极地在参数腔，高阶下调和非高斯州进行协作。最近，我的博士生Sandbo Chang*和A.M. Vadiraj*与Chalmers PDF Fernando Quijandria*博士一起是我们物理学的合着者。修订版申请。2018。Chang和Quijandria定期接触我们在非高斯州的联合工作。
受脑启发的纳米光峰值计算 - Strathprints
1 Inl-国际伊比利亚纳米技术实验室，超快生物和纳米光子学，AV。大师JoséVeigaS/N，4715-330 Braga，葡萄牙2詹姆斯·瓦特工程学院，格拉斯哥大学兰金·布丁大学，苏格兰奥克菲尔德大街，苏格兰，G12 8LT，英国英国3，英国3个学院Enhendrik Casimir Institute，Eindhoven技术大学，5600 MB Eindhoven，荷兰5 Centra-Ciênciasand Slections，Lisbon科学系，1749-016 Lisbon，Lisbon，Lisbon，Lisbon，Lisbon，Lisbon，葡萄牙6应用计算机和社区代码（IAC-3）。巴利阿里群岛大学，Carretera de Valldemosa，KM。7.5，棕榈07122，西班牙7物理学系。巴利阿里群岛大学，Carretera de Valldemosa，KM。7.5，棕榈07122，西班牙8 IQE PLC，加的夫CF3 0LW，英国9 IBM Research -Zurich，8803Rüschlikon，瑞士，瑞士∗作者，与之相应。
受脑启发的纳米光峰值计算
1 Inl-国际伊比利亚纳米技术实验室，超快生物和纳米光子学，AV。大师JoséVeigaS/N，4715-330 Braga，葡萄牙2詹姆斯·瓦特工程学院，格拉斯哥大学兰金·布丁大学，苏格兰奥克菲尔德大街，苏格兰，G12 8LT，英国英国3，英国3个学院Enhendrik Casimir Institute，Eindhoven技术大学，5600 MB Eindhoven，荷兰5 Centra-Ciênciasand Slections，Lisbon科学系，1749-016 Lisbon，Lisbon，Lisbon，Lisbon，Lisbon，Lisbon，葡萄牙6应用计算机和社区代码（IAC-3）。巴利阿里群岛大学，Carretera de Valldemosa，KM。7.5，棕榈07122，西班牙7物理学系。巴利阿里群岛大学，Carretera de Valldemosa，KM。7.5，棕榈07122，西班牙8 IQE PLC，加的夫CF3 0LW，英国9 IBM Research -Zurich，8803Rüschlikon，瑞士，瑞士∗作者，与之相应。