El efecto Casimir invalida el modelo de Drude para ondas evanescentes eléctricas transversales
Autores: Klimchitskaya, Galina L.; Mostepanenko, Vladimir M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
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Citaciones: Sin citaciones
Consideramos la presión de Casimir entre dos placas metálicas y calculamos las cuatro contribuciones a ella determinadas por las ondas propagantes y evanescentes, así como por las polarizaciones magnéticas transversales y eléctricas transversales del campo electromagnético. Se considera el rango de separaciones entre placas donde casi toda la presión tiene su origen en la respuesta electromagnética de los electrones de conducción. En la física de Casimir, esta respuesta se describe ya sea por el modelo disipativo de Drude, que resulta en contradicciones con los datos de medición, o por el modelo de plasma, que es experimentalmente consistente pero sin disipación. Se muestra que la contribución total magnética transversal a la presión de Casimir, debida tanto a las ondas propagantes como a las evanescentes, y la contribución eléctrica transversal debida solo a las ondas propagantes, calculadas mediante el modelo de Drude, correlacionan bien con los resultados correspondientes obtenidos utilizando el modelo de plasma. Concluimos que el desacuerdo entre las predicciones teóricas obtenidas utilizando el modelo de Drude y las mediciones de precisión de la fuerza de Casimir no se debe a la consideración de la disipación en sí, sino que surge de una descripción incorrecta de la respuesta de los metales a las ondas evanescentes eléctricas transversales de baja frecuencia por parte de este modelo. Se demuestra que el modelo de Drude no tiene evidencia experimental que lo respalde en el rango de ondas evanescentes eléctricas transversales, por lo que la conclusión anterior es consistente con toda la información disponible. Se discute la prueba alternativa del modelo de Drude para las ondas evanescentes eléctricas transversales sugerida en el marco de la electrodinámica clásica.
Descripción
Consideramos la presión de Casimir entre dos placas metálicas y calculamos las cuatro contribuciones a ella determinadas por las ondas propagantes y evanescentes, así como por las polarizaciones magnéticas transversales y eléctricas transversales del campo electromagnético. Se considera el rango de separaciones entre placas donde casi toda la presión tiene su origen en la respuesta electromagnética de los electrones de conducción. En la física de Casimir, esta respuesta se describe ya sea por el modelo disipativo de Drude, que resulta en contradicciones con los datos de medición, o por el modelo de plasma, que es experimentalmente consistente pero sin disipación. Se muestra que la contribución total magnética transversal a la presión de Casimir, debida tanto a las ondas propagantes como a las evanescentes, y la contribución eléctrica transversal debida solo a las ondas propagantes, calculadas mediante el modelo de Drude, correlacionan bien con los resultados correspondientes obtenidos utilizando el modelo de plasma. Concluimos que el desacuerdo entre las predicciones teóricas obtenidas utilizando el modelo de Drude y las mediciones de precisión de la fuerza de Casimir no se debe a la consideración de la disipación en sí, sino que surge de una descripción incorrecta de la respuesta de los metales a las ondas evanescentes eléctricas transversales de baja frecuencia por parte de este modelo. Se demuestra que el modelo de Drude no tiene evidencia experimental que lo respalde en el rango de ondas evanescentes eléctricas transversales, por lo que la conclusión anterior es consistente con toda la información disponible. Se discute la prueba alternativa del modelo de Drude para las ondas evanescentes eléctricas transversales sugerida en el marco de la electrodinámica clásica.