論文の概要: Theory-experiment comparison for the Casimir force between metallic test
bodies: A spatially nonlocal dielectric response
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.07283v2
- Date: Thu, 6 Jan 2022 08:37:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 14:22:38.284238
- Title: Theory-experiment comparison for the Casimir force between metallic test
bodies: A spatially nonlocal dielectric response
- Title（参考訳）: 金属試験体間のカシミール力の理論・実験比較:空間的非局所誘電応答
- Authors: G. L. Klimchitskaya and V. M. Mostepanenko
- Abstract要約: カシミール力のリフシッツ理論は、金属中の伝導電子と電磁ゆらぎがよくテストされた散逸ドルーデモデルによって説明される場合、測定データと矛盾する。
本稿では, 標準ドリュードモデルとほぼ同じ応答を伝播波に対して与える金属の空間的非局所現象的誘電関数を提案するが, エバネッセント波の場合の応答は異なる。
その結果, 2つの平行板間の有効カシミール圧力, 球面とプレートの間のカシミール力, および, その非平行板を用いた最も精密な実験における勾配を計算した。
- 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: It has been known that the Lifshitz theory of the Casimir force comes into
conflict with the measurement data if the response of conduction electrons in
metals to electromagnetic fluctuations is described by the well tested
dissipative Drude model. The same theory is in a very good agreement with
measurements of the Casimir force from graphene whose spatially nonlocal
electromagnetic response is derived from the first principles of quantum
electrodynamics. Here, we propose the spatially nonlocal phenomenological
dielectric functions of metals which lead to nearly the same response, as the
standard Drude model, to the propagating waves, but to a different response in
the case of evanescent waves. Unlike some previous suggestions of this type,
the response functions considered here depend on all components of the wave
vector as is most natural in the formalism of specular reflection used. It is
shown that these response functions satisfy the Kramers-Kronig relations. We
derive respective expressions for the surface impedances and reflection
coefficients. The obtained results are used to compute the effective Casimir
pressure between two parallel plates, the Casimir force between a sphere and a
plate, and its gradient in configurations of the most precise experiments
performed with both nonmagnetic (Au) and magnetic (Ni) test bodies. It is shown
that in all cases (Au-Au, Au-Ni, and Ni-Ni test bodies) the predictions of the
Lifshitz theory found by using the dissipative nonlocal response functions are
in as good agreement with the measurement data, as was reached previously with
the dissipationless plasma model. Possible developments and applications of
these results are discussed.
- Abstract（参考訳）: カシミール力のリフシッツ理論は、電磁揺らぎに対する金属中の導電電子の応答がよく試験された散逸ドロードモデルによって記述された場合、測定データと矛盾することが知られている。
同じ理論は、空間的に非局所的な電磁応答が量子電磁力学の最初の原理に由来するグラフェンからのカシミール力の測定と非常によく一致している。
本研究では, 伝搬波に対する標準ドローモデルとほとんど同じ応答を導くが, エバネッセント波の場合では異なる応答となる金属の空間的非局所的現象論的誘電関数を提案する。
このタイプのいくつかの以前の提案とは異なり、ここで考慮される応答関数は、鏡面反射の形式化において最も自然な波動ベクトルのすべての成分に依存する。
これらの応答関数がクラマース・クロニッヒ関係を満たすことが示されている。
表面インピーダンスと反射係数のそれぞれの式を導出する。
得られた結果は、2つの平行板間の有効カシミール圧力、球とプレートの間のカシミール力、非磁性(Au)試験体と磁気(Ni)試験体の両方で実施された最も正確な実験構成の勾配を計算するために用いられる。
任意の場合 (Au-Au, Au-Ni, Ni-Ni 試験体) において, 散逸非局所応答関数を用いたリフシッツ理論の予測は, 従来の無散逸プラズマモデルと同様, 測定値とよく一致していることが示されている。
これらの結果の展開と応用について論じる。
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