محاسبه پتانسیل برهم‌کنش وان‌دروالس گرمایی با استفاده از پتانسیل کازیمیر-‌ پولدر

سمیعی, الهام; صفری, حسن

doi:10.29252/ijpr.18.4.663

محاسبه پتانسیل برهم‌کنش وان‌دروالس گرمایی با استفاده از پتانسیل کازیمیر-‌ پولدر

نویسندگان

الهام سمیعی

حسن صفری

گروه فوتونیک، دانشکده علوم و فناوری‌های پیشرفته، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

https://doi.org/10.29252/ijpr.18.4.663

چکیده

در این پژوهش، پتانسیل کازیمیر- پولدر وابسته به دما برای یک اتم که در مجاورت یک کُره دی‌الکتریک قرار دارد، با استفاده از فرمول موجود بر حسب تابع گرین محاسبه شده است. با حدگیری از اندازه کره، پتانسیل را برای کره بزرگ و کره کوچک ساده کرده‌ایم. حد کره بزرگ، پتانسیل یک اتم را در حضور یک نیم ‌فضای دی‌الکتریک تخت و سپس در حضور یک رسانای تخت آرمانی به دست می‌دهد. در حدگیری برای کره کوچک، با جایگزینی مناسب پاسخ الکتریکی کره با قطبش‌پذیری یک اتم، فرمول پتانسیل برهم‌کنش وان‌دروالس وابسته به دما بین دو اتم حاصل شده است.

کلیدواژه‌ها

برهم‌کنش وان‌دروالس گرمایی

پتانسیل کازیمیر- پولدر گرمایی

تانسورگرین

کره دی‌الکتریک

قطبش‌پذیری

عنوان مقاله English

Calculation of thermal van der Waals interaction using Casimir-Polder potential

نویسندگان English

E Samiei

H Safari

چکیده English

In this study, thermal Casimir-Polder potential is calculated for an atom in the presence of a dielectric sphere using the formula given in terms of the Green’s function. Then, the limiting cases of large and small sphere are investigated. In the limiting case of a large sphere, the formula of thermal potential for an excited atom in the presence of a dielectric half-space and then a perfectly conducting plate is obtained. The limiting case of the small sphere together with the proper replacement of its electric response by the polarizability of a second atom results in the thermal van der Waals interaction potential between the two atoms.

کلیدواژه‌ها English

thermal van der Waals interaction

thermal Casimir-Polder potential

Green's tensor

dielectric sphere

polarizability

1. S Y Buhmann and D-G Welsch, Progress in Quant. Elect. 31 (2007) 51.
2. E Rabinowicz, “Friction and Wear of Materials”, John Wiley & Sons, Inc. New York (1965).
3. B W Ninham and V Yaminsky, Langmuir 17 (1997) 2097.
4. F London, Z Phys. 63 (1930) 245; F. London, Z. Phys. Chem. Abt. B 11 (1930) 222.
5. H B G Casimir and D Polder, Phys. Rev. 73 (1948) 360.
6. S Y Buhmann, et al., Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 6, (2004) 127.
7. S Y Buhmann, et al., Phys, Rev. A 70 (2004) 052117.
8. Y Koohsarian and A Shirzad, Iran. J. Phys. Res. 16 3 (2016) 107.
9. H Wennerström, J Daicic, and B W Ninham, Phys. Rev. A 60 (1999) 2581.
10. S Å Ellingsen, et al., Phys, Rev. A 79 (2009) 052903.
11. S Y Buhmann, “Dispersion Forces II”, Springer, London (2012).
12. S Y Buhmann, D T Butcher, and S Scheel, New J. Phys. 14 (2012) 083034.
13. H Safari, D G Welsch, H T Dung, and S Y Buhmann, Phys. Rev. A 77 (2008) 053824.
14. S Y Buhmann, H T Dung, and D G Welsch, J. Opt. B: Quant. Semiclass. Opt. 6 (2004) 127.
15. M Abramowitz and I. A. Stegun, “Pocketbook of Mathematical Functions”, Dover, New York, (1973).
16. M R Spiegel, “Mathematical Handbook of Formulas and Tables”, McGraw-Hill New York (1968).
17. J D Jackson, “Classical Electrodynamics”, 3rd Ed., John Wiley & Sons, Inc. New York (1999).
18. H Safari and M R Karimpour, Phys. Rev. Lett. 114 (2015) 013201.
19. S Esfandiarpour et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. in press.