論文の概要: Casimir interactions as a probe of broadband optical response

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.10118v1
• Date: Thu, 15 Jan 2026 06:56:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-16 19:43:19.023275
• Title: Casimir interactions as a probe of broadband optical response
• Title（参考訳）: ブロードバンド光応答プローブとしてのカシミール相互作用
• Authors: Calum F. Shelden, Jeremy N. Munday,
• Abstract要約: カシミール力測定は、材料のブロードバンド光応答を再構築するのに十分な情報を符号化している。 その結果、カシミール相互作用は物理的に制約されたブロードバンド分光ツールとして確立される。
• 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: Casimir forces arise from quantum electromagnetic fluctuations and depend on the dielectric response of interacting materials across the entire frequency spectrum. Although this dependence is central to Lifshitz theory of the Casimir effect, the formulation of the force in terms of dielectric functions evaluated at imaginary frequencies has largely obscured its connection to real-frequency optical properties, limiting the use of Casimir interactions as a probe of materials. Here we demonstrate that Casimir force measurements encode sufficient information to reconstruct a material's broadband optical response. Using supervised machine learning to invert Lifshitz theory, we determine the complex permittivity of a material over more than seven orders of magnitude in frequency from a single force-distance curve. We show that measurements at different separations selectively constrain distinct frequency ranges of the dielectric response, providing direct physical insight into how quantum fluctuations sample the electromagnetic spectrum. These results establish Casimir interactions as a physically constrained, broadband spectroscopic tool and open new opportunities for optical characterization in regimes inaccessible to conventional techniques.
• Abstract（参考訳）: カシミール力は量子電磁ゆらぎから生じ、相互作用する物質の周波数スペクトル全体の誘電応答に依存する。 この依存はカシミール効果のリフシッツ理論の中心であるが、虚数周波数で評価された誘電関数の力の定式化は、その実周波数光学特性との関係をほとんど曖昧にし、カシミール相互作用を材料プローブとしての使用を制限する。 ここでは、材料のブロードバンド光応答を再構築するのに十分な情報をカシミール力測定によって符号化できることを実証する。 教師付き機械学習を用いてリフシッツ理論を逆転させ、単一の力-距離曲線から7桁以上の周波数の物質の複素誘電率を決定する。 異なる分離における測定は誘電体応答の異なる周波数範囲を選択的に制限することを示し、量子揺らぎが電磁スペクトルをサンプリングする方法の直接的な物理的洞察を提供する。 これらの結果は、カシミール相互作用を物理的に制約されたブロードバンド分光ツールとして確立し、従来の手法に到達できないレシエーションにおける光学的特徴付けの新たな機会を開く。

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