論文の概要: Numerical evaluation of Casimir forces using the discontinuous Galerkin time-domain method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03888v1
• Date: Wed, 04 Mar 2026 09:40:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.257918
• Title: Numerical evaluation of Casimir forces using the discontinuous Galerkin time-domain method
• Title（参考訳）: 不連続ガレルキン時間領域法によるカシミール力の数値評価
• Authors: Carles Martí Farràs, Bettina Beverungen, Philip Trøst Kristensen, Francesco Intravaia, Kurt Busch,
• Abstract要約: マクスウェル応力テンソル形式論におけるカシミール力を計算するための時間領域スキームを提案する。 この手法により、カシミール-リフシッツ相互作用を有限温度で幅広い測地と材料特性に対して正確に評価することができる。
• 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: We present a time-domain scheme for computing Casimir forces within the Maxwell stress tensor formalism, together with a specific realization using the finite-element-based discontinuous Galerkin time-domain method. The approach enables accurate evaluation of Casimir--Lifshitz interactions for a wide range of geometries and material properties at finite temperature. At the core of the method, the electromagnetic Green's tensor is expressed as the system's response to dipolar excitations, thereby recasting the Maxwell stress tensor into a set of classical scattering problems driven by electric and magnetic dipoles. We validate the approach against reference calculations of the Casimir interaction between parallel half-spaces at both zero and nonzero temperature. We further demonstrate its applicability to finite, cylindrically symmetric geometries for which closed-form solutions are unavailable, obtaining accurate agreement with asymptotic predictions based on physical considerations. These findings illustrate the method's potential for studying Casimir interactions in realistic micro- and nanoscale structures, relevant to nanodevice design and experimental settings.
• Abstract（参考訳）: 有限要素に基づく不連続なガレルキン時間領域法を用いて、マクスウェル応力テンソル形式論におけるカシミール力を計算するための時間領域スキームを提案する。 この手法により、カシミール-リフシッツ相互作用を有限温度で幅広い測地と材料特性に対して正確に評価することができる。 この方法の中核では、電磁グリーンのテンソルは双極子励起に対する系の応答として表現され、これによりマックスウェル応力テンソルを電気および磁気双極子によって駆動される古典的な散乱問題に再キャストする。 並列半空間間のカシミール相互作用の基準計算に対するアプローチをゼロ温度と非ゼロ温度の両方で検証する。 さらに、閉形式解が利用できない有限で円筒対称な幾何学への適用性を実証し、物理的考察に基づく漸近的予測との正確な一致を得る。 これらの結果は、ナノデバイスの設計と実験的な設定に関連する、現実的なマイクロおよびナノスケール構造におけるカシミール相互作用を研究するための手法の可能性を示している。

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