La Fuerza de Casimir entre Dos Hojas de Grafeno: Coeficientes de Reflexión de Fresnel en 2D, Contribuciones de Diferentes Polarizaciones y el Papel de las Ondas Evanescentes
Autores: Klimchitskaya, Galina L.; Mostepanenko, Vladimir M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Consideramos la presión de Casimir entre dos hojas de grafeno y las contribuciones a esta determinadas por ondas evanescentes y propagantes con diferentes polarizaciones. Para este propósito, se presenta la derivación de los coeficientes de reflexión de Fresnel en 2 dimensiones (2D) sobre una hoja de grafeno en términos de las permitividades dieléctricas transversales y longitudinales del grafeno, teniendo en cuenta la dispersión espacial. Las expresiones explícitas para ambas permitividades dieléctricas como funciones del vector de onda 2D, la frecuencia y la temperatura se escriben a lo largo del eje de frecuencia real en las regiones de ondas propagantes y evanescentes y en las frecuencias de Matsubara puramente imaginarias utilizando el tensor de polarización del grafeno. Se muestra que en la región de aplicación del modelo de Dirac, casi el valor total de la presión de Casimir entre dos hojas de grafeno está determinado por el campo electromagnético con polarización magnética transversal (TM). Utilizando la fórmula de Lifshitz escrita a lo largo del eje de frecuencia real, se determinan las contribuciones de las ondas propagantes y evanescentes polarizadas TM en la presión total. Al confrontar estos resultados con los resultados análogos encontrados para placas hechas de metales reales, se señala el camino para llevar la teoría de Lifshitz utilizando funciones de respuesta realistas en concordancia con las mediciones de la fuerza de Casimir entre cuerpos de prueba metálicos.
Descripción
Consideramos la presión de Casimir entre dos hojas de grafeno y las contribuciones a esta determinadas por ondas evanescentes y propagantes con diferentes polarizaciones. Para este propósito, se presenta la derivación de los coeficientes de reflexión de Fresnel en 2 dimensiones (2D) sobre una hoja de grafeno en términos de las permitividades dieléctricas transversales y longitudinales del grafeno, teniendo en cuenta la dispersión espacial. Las expresiones explícitas para ambas permitividades dieléctricas como funciones del vector de onda 2D, la frecuencia y la temperatura se escriben a lo largo del eje de frecuencia real en las regiones de ondas propagantes y evanescentes y en las frecuencias de Matsubara puramente imaginarias utilizando el tensor de polarización del grafeno. Se muestra que en la región de aplicación del modelo de Dirac, casi el valor total de la presión de Casimir entre dos hojas de grafeno está determinado por el campo electromagnético con polarización magnética transversal (TM). Utilizando la fórmula de Lifshitz escrita a lo largo del eje de frecuencia real, se determinan las contribuciones de las ondas propagantes y evanescentes polarizadas TM en la presión total. Al confrontar estos resultados con los resultados análogos encontrados para placas hechas de metales reales, se señala el camino para llevar la teoría de Lifshitz utilizando funciones de respuesta realistas en concordancia con las mediciones de la fuerza de Casimir entre cuerpos de prueba metálicos.