原子与低维腔体系中的Casimir效应

发布时间：2020-10-22 07:14

　　 运用量子电动力学研究物质与电磁场之间的相互作用时,得到一个重要结论,即真空中的电磁场具有零点能涨落,真空能量在特殊情形下产生的可观测效应,即Casimir效应。1948年Casimir预言真空中两个不带电的导电平行板存在吸引力;同年,Casimir和Polder预言了真空中两个中性原子之间或一个中性原子与一块理想导体板之间存在着一个相互吸引力,这两种力作为连接量子与经典世界的桥梁,在各个学科都受到广泛关注。虽然Casimir力通常情形下为吸引力,但是在有些情况下也显示排斥力。研究表明通过改变研究系统的形状和材料或利用特定装置,如具有高磁导率条件的装置、涉及左手超材料的光学装置,都有可能使Casimir力为排斥力。Casimir力和Casimir-Polder力的研究在现代纳米技术及石墨烯材料的发展中,有不可忽略的作用。在对Casimir效应的研究中,需要弄清楚的问题是Casimir力呈吸引力或排斥力的条件。本文基于Ujihara模式理论,在考虑相互作用哈密顿量中包含反磁项情况下得到了Casimir力修正项和Casimir-Polder力的解析表达式,研究结果表明反磁项改变Casimir力修正项的性质,而不改变Casimir-Polder力的性质,并通过数值分析讨论了场振幅反射率,腔尺寸和腔内两能级原子的位置等因素对力的影响。
【学位单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O562
【部分图文】：

材料器件制备过程中的边界条件处理提供了解释。后，由 M.J.Sparnaay 通过实验[8]测得 Casimir 力是真实存在的，虽但也增加了人们对这个问题的研究兴趣；1997 年 S.K.Lamoreaux 在板绝对平行难以实现的基础上，设计扭摆与电机结合系统，在镀金属板之间精确测量得到 Casimir 力[9]，且在零度、两者距离远小于理想条件下，实验得到的 Casimir 力在误差为 5％左右的范围内与1998 年，U.Mohideen 利用原子力显微镜测得的球体与导体板之[10]与理论值的误差不到 1％，实验装置为，将包裹金的聚苯乙烯力显微镜悬臂，然后将其放置于硅板附近，硅板与裹金球体之就能通过原子力显微镜测得；2001 年，G.Bressi 成功对两个平行 Casimir 力进行了高精确测量[11]；2011 年 S.K.Lamoreaux 小组测量asimir 力与距离的影响关系[12]；2018 年，A L Cunuder 首次在氮气中使用相同的设备和样品测量了两个金表面之间 Casimir-Lifshitz如图 1.2-1，将裹金的聚苯乙烯球粘在悬臂尖端上，测量距离为作用力，当悬臂弯曲时，通过干涉技术检测两个光束之间的光程

图 1.2-2：两个镀金空心玻璃球之间的 Casimi件的设计中，Casimir 力作为主导力，它方向从而产生有利条件的同时，也会由于过调整材料形状、性质及其他方面有效操如今的热门研究方向。由 Casimir 力推广得行了分析，能够很好解释原子级材料边界研究致力于对材料性质、形状、温度、asimir 力为零或者为排斥力的情况。由于、边界条件[19-21]、温度[22]及所属系统背通过改变以上条件使 Casimir 力变成斥力球形导体间，当一个边界满足 Neumann 件时，Casimir 力可变为排斥力[26]，且通过实验得到了证实[27,28]，如图 1.2-3，此序幕。

-3：实验图示
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张言艳;翟向华;;多个额外维存在时的Casimir效应[J];上海师范大学学报(自然科学版);2007年02期

2 冯谦,郭万林;Casimir力对微加速度计性能的影响分析[J];南京航空航天大学学报;2005年04期

3 陆继宗,黄保法;三段均匀扭曲玻色开弦的Casimir能量[J];上海师范大学学报(自然科学版);1999年02期

4 毛克非;;关于有质量Abel规范场的Casimir效应[J];新疆大学学报(自然科学版);1988年03期

5 朱国华,丁建宁,杨继昌;应用Casimir力实现真空"零点能"的利用研究[J];中国制造业信息化;2005年01期

6 肖楠;曾然;李齐良;;三明治结构的特异材料板间相对Casimir力的研究[J];杭州电子科技大学学报(自然科学版);2015年01期

7 许世文;孙坚;;金属板与特异材料板间的Casimir力[J];苏州科技学院学报(自然科学版);2014年02期

8 曾然;许静平;羊亚平;刘树田;;负折射率材料对Casimir效应的影响[J];物理学报;2007年11期

9 江兴流,文雄伟,张建刚,韩丽君;电化学过程中的局域核反应及动态Casimir效应[J];北京航空航天大学学报;2001年06期

10 许立忠;赵丹;;机电集成静电谐波微型传动系统的Casimir力和强迫响应[J];燕山大学学报;2011年04期

相关博士学位论文 前9条

1 潘淑梅;低维微腔中Casimir效应的研究[D];东北师范大学;2018年

2 张雪;动态Casimir效应的研究[D];东北师范大学;2011年

3 邓罡;各向异性介质之间Casimir效应及其相关研究[D];华中科技大学;2009年

4 曾然;含特异材料平面结构中的Casimir效应研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

5 巴合提古丽·阿斯里别克;不同微腔中的Casimir效应的研究[D];东北师范大学;2016年

6 孙坚;复合电磁材料的Casimir效应[D];苏州大学;2014年

7 陈亮;拓扑绝缘体之间的Casimir效应和Cu_xBi_2Se_3中的拓扑超导配对势[D];中国科学技术大学;2012年

8 高峰;有输出耦合腔的Casimir力和玻色爱因斯坦凝聚体中Berry相的研究[D];东北师范大学;2013年

9 聂文杰;包含Casimir效应的微纳米机械系统动力学及其量子特性[D];清华大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 王婷;原子与低维腔体系中的Casimir效应[D];东北师范大学;2019年

2 关仙为;含有电介质的一维介质腔中的Casimir效应[D];东北师范大学;2019年

3 赖劼;额外维存在时的Casimir效应研究[D];上海师范大学;2013年

4 李婷婷;运动谐振子间的Casimir摩擦[D];东北师范大学;2012年

5 郑丽;热场动力学理论与有限温度下的Casimir效应[D];东北师范大学;2002年

6 汪飞;各向异性特异材料板间Casimir效应的研究[D];杭州电子科技大学;2012年

7 肖楠;含特异材料结构板间Casimir力的研究[D];杭州电子科技大学;2015年

8 汪旺;基于FDTD方法的casimir效应计算[D];安徽大学;2013年

9 张慧芳;耗散腔中的Casimir效应[D];东北师范大学;2013年

10 杨悦;与玻色—爱因斯坦凝聚体相互作用的光腔中的动态Casimir效应[D];东北师范大学;2013年

本文编号：2851283