論文の概要: Experimental and theoretical investigation of the thermal effect in the
Casimir interaction from graphene
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.07558v1
- Date: Tue, 17 Aug 2021 10:52:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-18 05:34:18.593108
- Title: Experimental and theoretical investigation of the thermal effect in the
Casimir interaction from graphene
- Title（参考訳）: グラフェンのカシミール相互作用における熱的効果の実験的および理論的研究
- Authors: M. Liu, Y. Zhang, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, and U.
Mohideen
- Abstract要約: 本研究では,Au-coated hollow glass microsphereとグラフェン-coated fusedica plate間のカシミール力の勾配測定実験を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.440401067183266
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present the results of an experiment on measuring the gradient of the
Casimir force between an Au-coated hollow glass microsphere and graphene-coated
fused silica plate by means of a modified atomic force microscope cantilever
based technique operated in the dynamic regime. These measurements were
performed in high vacuum at room temperature. The energy gap and the
concentration of impurities in the graphene sample used have been measured
utilizing scanning tunnelling spectroscopy and Raman spectroscopy,
respectively. The measurement results for the gradients of the Casimir force
are found to be in a very good agreement with theory using the polarization
tensor of graphene at nonzero temperature depending on the energy gap and
chemical potential with no fitting parameters. The theoretical predictions of
the same theory at zero temperature are experimentally excluded over the
measurement region from 250 to 517 nm. We have also investigated a dependence
of the thermal correction to the Casimir force gradient on the values of the
energy gap, chemical potential, and on the presence of a substrate supporting
the graphene sheet. It is shown that the observed thermal effect is consistent
in size with that arising for pristine graphene sheets if the impact of real
conditions such as nonzero values of the energy gap, chemical potential, and
the presence of a substrate is included. Implications of the obtained results
to the resolution of the long-standing problems in Casimir physics are
discussed. In addition to the paper published previously [M. Liu {\it et al}.,
Phys. Rev. Lett. {\bf 126}, 206802 (2021)], we present measurement results for
the energy gap of the graphene sample, double the experimental data for the
Casimir force, and perform a more complete theoretical analysis.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 金被覆中空ガラスマイクロスフィアとグラフェン被覆溶融シリカプレート間のカシミール力の勾配を, ダイナミックレジームで操作する改良原子間力顕微鏡カンチレバーを用いて測定した。
これらの測定は室温で高真空で行われた。
グラフェン試料中のエネルギーギャップと不純物の濃度を走査トンネル分光法とラマン分光法を用いて測定した。
カシミール力の勾配の測定結果は、エネルギーギャップや化学ポテンシャルによる非零温度でのグラフェンの偏極テンソルを用いた理論と非常によく一致している。
ゼロ温度における同じ理論の理論的予測は、測定領域上で250nmから517nmまで実験的に除外される。
また, カシミール力勾配に対する熱補正は, エネルギーギャップの値, 化学ポテンシャルおよびグラフェンシートを担持する基板の存在に依存することを検討した。
その結果, エネルギーギャップの非ゼロ値, 化学ポテンシャル, 基板の存在などの実条件の影響がある場合, 観察された熱効果は, プリスタングラフェンシートの温度と大きさが一致することがわかった。
カシミール物理学における長年の問題の解決に得られた結果の意義について考察した。
前回公表した論文に加えて, [m]。
Liu et al} の略。
Phys。
Rev. Lett.
bf 126}, 206802 (2021)] では、グラフェン試料のエネルギーギャップの測定結果を示し、カシミール力の実験データを2倍にし、より完全な理論的解析を行う。
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