Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ВЫЧИСЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ КАЗИМИРА И ПОТЕНЦИАЛА КАЗИМИРА-ПОЛДЕРА ДЛЯ СИСТЕМ С РЕЗКИМИ ГРАНИЦАМИ МЕТОДАМИ ТЕОРИИ РАССЕЯНИЯ

Работа №142889

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

физика

Объем работы33
Год сдачи2023
Стоимость4800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
11
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


1 Введение 2
2 Потенциал Казимира-Полдера анизотропного атома над диэлектрическим по­лупространством с граничным слоем Черна-Саймонса 4
3 Потенциал Казимира-Полдера анизотропного атома, находящегося между двумя
диэлектрическими полупространствами с граничными слоями Черна-Саймон­са 10
4 Потенциал Казимира-Полдера анизотропного атома, находящегося между двумя
слоями Черна-Саймонса в вакууме 13
5 P-нечетные вакуумные эффекты 16
6 Заключение 18
A Идеально проводящие параллельные плоскости 19
B Асимптотики 20
C Список литературы 21

Эффект Казимира —это квантовый эффект взаимодействия между макроскопическими объектами в их основном состоянии. Взаимодействие между двумя диэлектрическими по­лупространствами, разделенными вакуумной щелью, определяется формулой Лифшица. Теоретическое изучение эффекта Казимира получило новые возможности в рамках подхо­да рассеяния, формализм был эффективно применен к неплоским геометриям, включая ди­фракционные решетки, сферы и цилиндры. Подробности теоретических и экс­периментальных исследований можно найти в различных обзорах и книгах.
Действие Черна-Саймонса существенно модифицирует взаимодействие Казимира, его изучение в рамках 2+1 абелевой электродинамики с членом Черна-Саймонса было нача­то в работе. Константы Черна-Саймонса слоев в случае 3+1 являются безразмерными. Жесткие непроницаемые граничные условия, модифицированные членом Черна-Саймонса в случае 3 + 1, были рассмотрены в работах , проводимость Холла не описывается этими условиями. Энергия Казимира двух плоских слоев Черна-Саймонса в вакууме была получена в работах. Притяжение и отталкивание Казимира, обусловленные слоями Черна-Саймонса на границе диэлектрических и металлических полупространств, были изу­чены в работах .
Потенциал Казимира-Полдера для анизотропного атома получен прямым применением квантовой электродинамики во втором порядке теории возмущений в работах. Эф­фект Казимира-Полдера для проводящих плоскостей был рассмотрен в работах, эф­фект Казимира-Полдера для проводящих плоскостей с тензорной проводимостью был рассмотрен в работах . Потенциал Казимира-Полдера нейтрального анизотропно­го атома при наличии плоского слоя Черна-Саймонса был получен в работе , эффекты нарушения зарядовой четности из-за слоя Черна-Саймонса были исследованы в работе.
В низкоэнергетрической эффективной теории топологических изоляторов существует член, пропорциональный 0EH в дополнение к стандартной плотности электромагнитной энергии, это действие может быть проинтегрировано по объему топологического изолятора в действие Черна-Саймонса на границе. Параметр а из действия Черна-Саймонса квантует­ся в этом случае следующим образом: а = аО/(2п), О = (2m + 1)п, а - постоянная тонкой структуры КЭД , m - целое число. Различные аспекты Казимировского взаимодействия топологических изоляторов были иследованы в работах.
Теоретическое описание изоляторов Черна при отсутствии дисперсии дается дей­ствием Черна-Саймонса с параметром а = Са, С— число Черна —топологический инвари­ант. Взаимодействие Казимира с изоляторами Черна изучается в работах.
Квантовые слои Холла во внешнем магнитном поле также приводят к квантованной силе Казимира, параметр действия Черна-Саймонса а = va, v - целое или дробное число, харак­теризующее плато квантового эффекта Холла.
Отталкивание Казимира привлекает особое внимание в исследованиях эффекта Казими­ра, отталкивание является многообещающим режимом с точки зрения технологии. Враще­ние поляризации после отражения электромагнитной волны от плоского слоя Черна-Саймон- са является важным свойством, которое приводит к режимам притяжения и отталкивания в давлении Казимира между двумя плоскопараллельными слоями Черна-Саймонса в вакууме и на границах диэлектриков или металлов. Давление Казимира в режиме отталкива­ния до сих пор экспериментально не исследовалось в этой геометрии.
Дополнительным способом изучения эффекта Казимира является локальное зондирова­ние вакуума нейтральным атомом в его основном состоянии. Представляет интерес изуче­ние вакуума между двумя плоскопараллельными слоями Черна-Саймонса локально из-за нетривиальных свойств этой системы. Таким образом, потенциал Казимира-Полдера ани­зотропного атома является естественным теоретическим инструментом для проведения ис­следования перед экспериментальным исследованием. Эта работа заполняет пробел в важ­ном направлении локального изучения вакуума в геометрии двух слоев Черна-Саймонса. Аналитические результаты для потенциала Казимира-Полдера анизотропного атома между двумя плоскопараллельными слоями Черна-Саймонса на границе диэлектрических поллу- пространств впервые получены в работе.
Формализм, основанный на рассеянии функций Грина, был введен в работе. В этом подходе выводятся электрические, магнитные функции Грина и давление Казимира в калиб­ровочно-инвариантном по построению выводе. В работе мы получили давление Казими­ра и потенциал Казимира-Полдера в системах без вращения поляризаций после отражения электромагнитных волн от границ между различными средами.
...

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В этой работе разработано принципиальное обобщение метода рассеяния функций Грина
для случая , когда невозможно выразить потенциал Казимира-Полдера в терминах диагональной матрицы отражения, состоящей из коэффициентов отражения для TE и TM мод. Дифракция электромагнитной волны в системе с плоскопараллельным граничным слоем Черна-Саймонса описывается недиагональной матрицей отражения из-за вращения поляризаций после отражения падающей электромагнитной волны от слоя. техника, разработанная в данной работе, используется для получения новых формул для потенциала Казимира-Полдера анизотропного атома при наличии диэлектрических полупространств с плоскопараллельными граничными слоями Черна-Саймонса.
Техника, разработанная в настоящей работе, может быть полезной для определения потенциала Казимира-Полдера анизотропного нейтрального атома, расположенного между любыми средами с плоскопараллельными границами, когда вращение поляризаций происходит после отражения от границ. В общем, как только электрические и магнитные поля, отраженные от плоскопараллельной границы, определены, потенциал Казимира-Полдера анизотропного нейтрального атома в системе может быть найден с помощью техники, разработанной в этой работе. Следует подчеркнуть, что формализм полезен для анизотропного атома, расположенного в системе сред с плоскопараллельными границами.
Работа начинается с определения потенциала Казимира-Полдера анизотропного атома при наличии диэлектрического полупространства с плоским слоем Черна-Саймонса на его границе, представлен результат в общих формулах (60)-(63). Далее представлен вывод общего результата для потенциала Казимира-Полдера анизотропного атома, находящегося между двумя диэлектрическими полупространствами с плоскопараллельными граничными слоями Черна-Саймонса, результат задается выражениями (80)-(83) при подстановке в хорошо известную формулу (13). Этот общий результат затем используется для получения формул (92)-(94) для составляющих потенциала Казимира-Полдера анизотропного атома, находящегося между двумя плоскопараллельными слоями Черна-Саймонса в вакууме, выраженных через трансцендентные функции Лерча. Потенциал Казимира-Полдера атома, находящегосямежду двумя плоскопараллельными слоями Черна-Саймонса на больших расстояниях атома от обоих слоев, выражается через трансцендентные функции Лерча и полилогарифмы в формулах (98)-(104). Все эти результаты для потенциалов Казимира-Полдера являются новыми.
Знание формул для потенциала Казимира-Полдера анизотропного атома между слоями Черна-Саймонса в вакууме и на диэлектриках важны для точного сравнения теории и экспериментов, обсуждаемых в разделе 5. Квантование параметров a-1, а2 в топологических изоляторах, изоляторах Черна и квантовых слоях Холла приводят к точному знанию потенциала Казимира-Полдера атома на больших расстояниях от границ полости с пограничными слоями Черна-Саймонса, что важно для планирования экспериментов и проведения точного сравнения теории и экспериментов.
Новые P-нечетные эффекты для потенциала Казимира-Полдера между двумя плоскопараллельными слоями Черна-Саймонса в вакууме за счет замены а2 ^ —а2 предсказаны и проанализированы в разделе 5. P-нечетные эффекты возникают из-за взаимодействия трех тел между нейтральным атомом в его основном состоянии и двумя слоями Черна-Саймонса. Результаты демонстрируют, что нейтральный атом с КЭД-дипольным взаимодействием может стать эффективным инструментом для измерения P-нечетных вакуумных эффектов из -за поворота одного из слоев Черна-Саймонса на 180 градусов. Предсказанная зависимость потенциала Казимира-Полдера нейтрального атома от поворота одного из слоев Черна-Сай- монса в полости на 180 градусов предполагает интригующую фундаментальную экспериментальную проверку свойств квантового вакуума, основанную на вращении топологического материала.



H. B. G. Casimir and D. Polder, The influence of retardation on the London-van der Waals forces, Phys. Rev. 73, 360 (1948).
H. B. G. Casimir, On the attraction between two perfectly conducting plates, Proc. Kon. Ned. Akad. Wet. B 51, 793 (1948).
E. M. Lifshitz, The theory of molecular attractive forces between solids, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 29, 94 (1955) [Sov. Phys. JETP 2, 73 (1956)].
A. Lambrecht and V. N. Marachevsky, Casimir interaction of dielectric gratings, Phys. Rev. Lett. 101, 160403 (2008).
A. Lambrecht and V. N. Marachevsky, Theory of the Casimir effect in one-dimensional periodic dielectric systems, Int. J. Mod. Phys. A 24, 1789 (2009).
M. Antezza, H. B. Chan, B. Guizal, V. N. Marachevsky, R. Messina, and M. Wang, Giant Casimir torque between rotated gratings and the в = 0 anomaly, Phys. Rev. Lett. 124, 013903 (2020).
T. Emig, N. Graham, R. L. Jaffe, and M. Kardar, Casimir forces between arbitrary compact objects, Phys. Rev. Lett. 99, 170403 (2007).
S. J. Rahi, T. Emig, N. Graham, R. L. Jaffe, and M. Kardar, Scattering theory approach to electromagnetic Casimir forces, Phys. Rev. D 80, 085021 (2009).
T. Emig, R. L. Jaffe, M. Kardar, and A. Scardicchio, Casimir interaction between a plate and a cylinder, Phys. Rev. Lett. 96, 080403 (2006).
A. Canaguier-Durand, P A. Maia Neto, I. Cavero-Pelaez, A. Lambrecht, and S. Reynaud, Casimir Interaction between Plane and Spherical Metallic Surfaces, Phys. Rev. Lett. 102, 230404 (2009).
M. Bordag and I. Pirozhenko, Vacuum energy between a sphere and a plane at finite temperature, Phys. Rev. D 81, 085023 (2010).
V. N. Marachevsky and A. A. Sidelnikov, Green functions scattering in the Casimir effect, Universe 7, 195 (2021).
E. M. Lifshitz and L. P Pitaevskii, Statistical Physics, Part II (Pergamon, Oxford, 1980).
Yu. S. Barash and V. L. Ginzburg, Electromagnetic fluctuations in matter and molecular (Van-der-Waals) forces between them, Sov. Phys. Usp. 18, 305 (1975).
Yu. S. Barash and V L. Ginzburg, Some problems in the theory of Van der Waals forces, Sov. Phys. Usp. 27, 467 (1984).
... всего 78 источников


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ