论Casimir效应中的超光速现象

荷兰物理学家Hendrik Casimir于1948年提出存在一种Casimir力——当计算两个互相平行的不带电导体板之间的能量时,当板距d小于真空中虚光子的波长,长波排除,板外的无限多模式大于板内的无限多模式,造成一个小的力量使两板靠近。计算Casimir效应有许多方法,例如可用Green函数描写Casimir能,就可以计算与边界条件对应的4种情况。可以认为真空中放置双板后改变了真空的结构,故有两种真空:板外的常态真空或自由真空,板间的负能真空。对于与板垂直的电磁波传播而言,真空中的光速并不相同,变化量(△c/c)约为1.6×10-60d-4,故当d=10-9m时△c=10-24c。因此,由于量子电动力学双环效应,K.Scharnhorst断定这会使电磁波的相速和群速大于真空中光速c。虽然超光速的量很小,但却提升了对原理的兴趣。可以说,在发现Casimir效应64年后的今天,它仍使人们感到惊奇。

卡什米尔效应

卡什米尔效应起源于量子场的真空涨落,其正则化需要用到多种数学手段,它在物理学的各个分支,特别是当前在纳米技术中有着重要的应用。这是一个多学科交叉的研究领域,经过了60多年由慢到快的发展之后,当前,它是一个充满挑战和活力的前沿研究领域,有许多未决问题等待人们去探索。