外磁场对Casimir效应的影响
2021-07-17关仙为龙玉梅巴合提古丽阿斯里别克刘辉罗筱璇郑泰玉
东北师大学报(自然科学版) 2021年2期
关键词:磁场
关仙为,龙玉梅,巴合提古丽·阿斯里别克,刘辉,罗筱璇,张 雪,郑泰玉
(1.东北师范大学物理学院,吉林 长春 130024; 2.新疆伊犁师范大学电子与信息工程学院,新疆 伊犁 135000)
零点涨落是电磁场量子描述的一个显著特点,也是真空中导体板之间的Casimir力和原子与导体板之间的Casimir-Polder力产生的根源[1-2].此后科学家又做了很多有益工作,包括将Casimir-Polder力广泛应用在物理精密仪器及在不同材料中,如金属、石墨烯[3]、超导材料[4].
Casimir力在纳米结构材料中发挥了重要作用,2013年Thompson提出利用聚焦的光学镊子束[5]捕获单个Rb原子,并将其耦合到固态器件上,即纳米级光子晶体腔.该装置也可用于测量基态原子和导体板之间的Casimir-Polder力.2018年科学家研究了原子与石墨烯片之间的Casimir-Polder相互作用及与环境的热平衡理论[6],并基于非零温度下量子电动力学原理,给出了Casimir-Polder自由能和力的表达式.

区域Ⅰ充满电介质;区域Ⅱ真空态图1 理论模型示意图
近年来越来越多的科学家研究排斥力,希望能够克服纳米技术中的静摩擦问题.理论研究已经发现了3种可以实现排斥力的方法,其中2种已经被实验所证实[7-8].第3种方法要利用磁场获得[9],但是没有实验能够证明.为了在理论上证明第3种方法,本文选择不受电场影响,在磁场作用下得到自旋能级分裂的中子,将其放在一维介质腔中,如图1所示.本文首先得到腔壁之间Casimir力的表达式,然后通过改变参量研究外部磁场大小、腔长、中子在腔中位置对力的影响.
1 理论模型
如图1所示……
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