金属测试体间卡西米尔力的理论-实验比较：空间非局域介电响应

已知若金属中传导电子对电磁涨落的响应由经验证可靠的耗散Drude模型描述，则卡西米尔力的Lifshitz理论会与测量数据冲突。同一理论在与石墨烯卡西米尔力测量的符合上极好，而石墨烯的空间非局域电磁响应由量子电动力学第一性原理导出。此处我们提出金属的空间非局域唯象介电函数，其对传播波给出与标准Drude模型近乎相同的响应，而对倏逝波给出不同响应。与此类先前某些建议不同，此处考虑的响应函数依赖于波矢的所有分量，这在所用镜面反射形式中最为自然。表明这些响应函数满足Kramers-Kronig关系。我们导出相应的表面阻抗与反射系数表达式。所得结果用于计算两平行板间的有效卡西米尔压强、球与板间的卡西米尔力，及其在最精确实验中采用非磁（Au）与磁（Ni）测试体构型下的梯度。表明所有情形（Au-Au、Au-Ni与Ni-Ni测试体）中，使用耗散非局域响应函数的Lifshitz理论预测与测量数据符合程度，与此前无耗散plasma模型所达程度同样良好。讨论了这些结果可能的发展与应用。