論文の概要: Quantum field theoretical description of the Casimir effect between two real graphene sheets and thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.15557v2
• Date: Fri, 10 Jul 2020 15:16:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 05:41:40.890429
• Title: Quantum field theoretical description of the Casimir effect between two real graphene sheets and thermodynamics
• Title（参考訳）: 2つの実グラフェンシートと熱力学の間のカシミール効果の量子場理論的記述
• Authors: G. L. Klimchitskaya and V. M. Mostepanenko
• Abstract要約: グラフェンは松原の定式化における熱量子場理論の枠組みで説明される。 異なる式は、$Delta>2mu$、$Delta=2mu$、$Delta2mu$という条件の下で見つかる。 Delta>2mu$と$Delta2mu$の両方の場合、カシミールエントロピーは熱力学の第3法則を満たす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The analytic asymptotic expressions for the Casimir free energy and entropy for two parallel graphene sheets possessing nonzero energy gap $\Delta$ and chemical potential $\mu$ are derived at arbitrarily low temperature. Graphene is described in the framework of thermal quantum field theory in the Matsubara formulation by means of the polarization tensor in (2+1)-dimensional space-time. Different asymptotic expressions are found under the conditions $\Delta>2\mu$, $\Delta=2\mu$, and $\Delta<2\mu$ taking into account both the implicit temperature dependence due to a summation over the Matsubara frequencies and the explicit one caused by a dependence of the polarization tensor on temperature as a parameter. It is shown that for both $\Delta>2\mu$ and $\Delta<2\mu$ the Casimir entropy satisfies the third law of thermodynamics (the Nernst heat theorem), whereas for $\Delta=2\mu$ this fundamental requirement is violated. The physical meaning of the discovered anomaly is considered in the context of thermodynamic properties of the Casimir effect between metallic and dielectric bodies.
• Abstract（参考訳）: 非零エネルギーギャップ $\delta$ と化学ポテンシャル $\mu$ を持つ2つの平行グラフェンシートのカシミール自由エネルギーとエントロピーに関する解析漸近式は任意に低温で導出される。 グラフェンは(2+1)次元時空における分極テンソルを用いて松原定式法において熱量子場理論の枠組みで記述される。 松原周波数の和による暗黙の温度依存性と、偏光テンソルの温度依存性をパラメータとして考慮して、異なる漸近的表現が、$\delta>2\mu$、$\delta=2\mu$、$\delta<2\mu$という条件下で見出される。 2\mu$ と $\delta<2\mu$ の両方の場合、カシミールエントロピーは熱力学の第3法則(ネルンスト熱定理)を満たすが、$\delta=2\mu$ ではこの基本条件が破られる。 発見された異常の物理的意味は、金属と誘電体の間のカシミール効果の熱力学的性質の文脈において考慮される。

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