介观物质中的量子简并：卡西米尔效应与玻色 - 爱因斯坦凝聚
介观与纳米尺度物理
2024-02-21 v1
摘要
基态声子压力类似于由零点光子产生的著名真空卡西米尔压力。然而，由于典型声速比光速小 100,000 倍，声卡西米尔力比电磁卡西米尔力弱多个数量级。由于其微弱性，零点声卡西米尔压力从未被观测到，尽管已有报道称人工引入的声噪声对窄孔径产生了压力。然而，卡西米尔压力的大小随样品尺寸 的减小按 增加，并在亚微米尺度达到皮牛顿量级。我们演示并测量了吸附在碳纳米管上的固态氦中由零点声子诱导的声卡西米尔压力。我们还观察到了随着温度或长度降低，类卡西米尔的“推出”热声子现象。我们还表明，所有热力学量均依赖于尺寸，因此在介观范围 内，相图上可能出现四相点，即四种不同相共存。由于固态氦样品的微小性，空位的玻色 - 爱因斯坦凝聚 (BEC) 温度相对较高，为 mK。这使我们能够在实验上发现零点空位系统中的 BEC，这一现象早在 50 多年前就被预测。
引用
@article{arxiv.2402.12949,
title = {Quantum degeneracy in mesoscopic matter: Casimir effect and Bose-Einstein condensation},
author = {I. Todoshchenko and M. Kamada and J. -P. Kaikkonen and Y. Liao and A. Savin and E. Kauppinen and E. Sergeicheva and P. J. Hakonen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.12949},
year = {2024}
}