論文の概要: Casimir Stabilization of Fluctuating Electronic Nematic Order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.05088v1
• Date: Mon, 06 Oct 2025 17:56:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-07 16:53:00.041322
• Title: Casimir Stabilization of Fluctuating Electronic Nematic Order
• Title（参考訳）: ゆらぎ電子ネマティック秩序のカシミール安定化
• Authors: Ola Carlsson, Sambuddha Chattopadhyay, Jonathan B. Curtis, Frieder Lindel, Lorenzo Graziotto, Jérôme Faist, Eugene Demler,
• Abstract要約: ネマティックフェルミ液体では、電子秩序の異なる配向はしばしばエネルギー的に退化する。 電子系の電磁環境を工学的に構築することにより、カシミールエネルギーがネマティック秩序の特定の方向を安定化するために使用できることを示す。 実験的に実現可能なセットアップでは、配向依存カシミールエネルギーによって誘導される異方性は、量子ホールストライプを安定化させる他のメカニズムよりも104ドルも大きい。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Vacuum cavity control of quantum materials is the engineering of quantum materials systems through electromagnetic zero-point fluctuations. In this work we articulate a generic mechanism for vacuum optical control of correlated electronic order: Casimir control, where the zero-point energy of the electromagnetic continuum, the Casimir energy, depends on the properties of the material system. To assess the experimental viability of this mechanism we focus on the Casimir stabilization of fluctuating nematic order. In nematic Fermi liquids, different orientations of the electronic order are often energetically degenerate. Thus, while local domains of fixed orientation may form, thermal disordering inhibits long range order. By engineering the electromagnetic environment of the electronic system, however, we show that the Casimir energy can be used as a tool to preferentially stabilize particular orientations of the nematic order. As a concrete example, we examine the interplay between a birefringent crystal -- which sources an anisotropic electromagnetic environment -- and a quantum Hall stripe system, an archetypal nematic Fermi fluid. We show that for experimentally feasible setups, the anisotropy induced by the orientation dependent Casimir energy can be $10^4$ times larger than other mechanisms known to stabilize quantum Hall stripes. This finding convincingly implies that our setting may be realized with currently available experimental technology. Having demonstrated that the Casimir energy can be used to stabilize fluctuating nematic order, we close by discussing the implications for recent terahertz cavity experiments on quantum Hall stripes, as well as pave the road towards broader Casimir control of competing correlated electronic phases.
• Abstract（参考訳）: 量子材料の真空空洞制御は、電磁ゼロ点ゆらぎによる量子物質の工学である。 電磁連続体の零点エネルギー、カシミールエネルギーが物質系の特性に依存するカシミール制御。 この機構の実験的生存性を評価するため, 変動するネマティック秩序のカシミール安定化に着目した。 ネマティックフェルミ液体では、電子秩序の異なる配向はしばしばエネルギー的に退化する。 したがって、固定配向の局所領域が形成される一方で、熱乱れは長距離秩序を阻害する。 しかし, 電子系の電磁環境を工学的に構築することにより, カシミールエネルギーをネマティック秩序の特定の配向を優先的に安定化させるツールとして利用できることを示す。 具体例として、異方性電磁環境を発生させる複屈折結晶と、古めかしいネマティックフェルミ流体である量子ホールストライプ系の相互作用を調べる。 実験により, 配向依存カシミールエネルギーによって誘導される異方性は, 量子ホールストライプを安定化させる他の機構よりも10^4$の質量を持つことを示した。 この発見は、我々の設定が現在利用可能な実験技術で実現される可能性を示している。 カシミールエネルギーが変動するネマティック秩序の安定化に利用できることを実証し、量子ホールストライプにおける最近のテラヘルツ空洞実験の意義を議論し、競合する電子相のより広いカシミール制御への道を開くことで閉じる。

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