含有电介质的一维介质腔中的Casimir效应

发布时间：2020-11-12 14:26

　　 Casimir效应是量子场论最著名的宏观表现之一,是电磁场量子化的直接结果。1948年Casimir首次提出假设:真空或介质中的电磁场涨落取决于施加在场中的边界条件。此后科学家对其不断探索,先后研究了几何边界条件、热平衡理论、材料的介电常数对Casimir效应的影响。近年来将Casimir效应与手性分子、磁性纳米材料相结合,推动了其在纳米机电设备、电子制造业和凝聚态物理等领域的应用。在最早的研究中,Casimir效应是指真空中两个理想不带电金属板之间的吸引力,有时也被看作是分子之间范德华力的宏观结果。考虑到Casimir力在纳米尺度上的主导地位,吸引力可能对纳米器件产生限制,因此对Casimir排斥力的研究越来越受关注。科学家们已经投入大量精力来寻找实现排斥力的方法,如借助纳米器件和胶体产生排斥力分离零部件以克服摩擦力。本文选择受外部磁场调控的中子和具有大自旋的磁性粒子,分别将它们置于含有电介质的一维腔中。基于模式理论和微扰理论计算初态为缀饰基态时微腔腔壁之间的相互作用力的修正项,及磁性粒子与腔壁之间的Casimir-Polder力,分别得到了力的解析表达式。并通过数值分析讨论了微腔长度、粒子在微腔中位置、电介质的介电常数及外部磁场对力产生的影响。
【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】：O413.3
【文章目录】：
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Casimir力的相关研究和发展
    1.3 Casimir-Polder力的相关研究和发展
    1.4 本文结构安排
第二章 理论基础
    2.1 电子自旋
        2.1.1 存在自旋的实验依据
        2.1.2 自旋算符及其相关波函数
    2.2 电磁场中的薛定谔方程
        2.2.1 电磁场中的薛定谔方程
        2.2.2 轨道磁矩
        2.2.3 自旋磁矩
    2.3 塞曼效应
第三章 外磁场对腔壁之间相互作用力的修正项的影响
    3.1 理论模型
    3.2 腔壁间相互作用力的修正项
    3.3 数值分析
    3.4 本章小结
第四章 磁性粒子与腔壁之间的Casimir-Polder力
    4.1 理论模型
    4.2 磁性粒子与腔壁之间的Casimir-Polder力
    4.3 数值分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢

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本文编号：2880846