为何基于Drude模型的Lifshitz理论计算磁性金属卡西米尔力与实验数据不符

该研究团队考察了含磁性金属板的构型中卡西米尔力的情况,分析了采用Drude模型介电常数的Lifshitz理论预测与实测数据不符的原因。为此,研究人员通过以纯虚数Matsubara频率表述的Lifshitz理论,计算了横磁极化与横电极化电磁波对卡西米尔力的贡献分量。进一步借助沿实频率轴建立的Lifshitz理论等效表述,量化了这些贡献分量中倏逝波与传播波的占比。所有计算针对金-镍与镍-镍板体系,在0.5至6微米间距范围内(该区域总力值由传导电子主导),分别采用Drude模型和实验吻合的等离子体模型完成。结果表明:横磁分量贡献不受介电常数模型选择影响,因而Lifshitz理论采用Drude模型与实测数据间的总差异完全由横电分量决定。与非磁性金属情况不同,该横电分量中倏逝波与传播波的占比均与计算采用的介电常数模型相关,而板材料的磁性仅通过横电分量中传播波占比影响卡西米尔力。该工作还探讨了如何更准确理论描述磁性金属电磁响应的问题。

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提交arXiv: 2026-02-18 11:13

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