不同原子与石墨烯的热 Casimir-Polder 相互作用

研究了由 Dirac 模型描述的悬浮石墨烯膜与原子间 Casimir-Polder 相互作用能量的热修正。我们表明，石墨烯准粒子能谱中带隙的大小对热修正有重大影响。具体而言，如果温度远小于带隙参数（或者 alternatively，大于或等于带隙参数），则热修正相对较小（或者 alternatively，较大）。我们计算了 He、Na、Rb 和 Cs 原子与由流体力学模型和 Dirac 模型描述的石墨烯之间的热 Casimir-Polder 相互作用的自由能。结果表明，在使用 Dirac 模型进行精确计算时，应使用非零温度下的极化算子。在低于 2$\mu$m 的分离区域内，基于石墨烯流体力学模型获得的 Casimir-Polder 自由能计算结果比 Dirac 模型的结果大数倍。我们得出结论，遵循这两种模型的理论预测可以在不同原子在石墨烯上的量子反射实验中被可靠地区分。