Quantum vacuum, rotation, and nonlinear fields
Quantum vacuum, rotation, and nonlinear fields
复制标题
量子真空、旋转和非线性场
DOI：
10.1103/physrevd.107.025008
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发表时间：
2023
影响因子：
5
通讯作者：
Antonino Flachi and Matthew Edmonds
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shinichi Mikami;Akihiro Matsuo;Eunsang Kwon;and Kozo Toyota;Antonino Flachi and Matthew Edmonds
在本文中，我们扩展了以前关于非相互作用旋转系统和相互作用非旋转系统的量子真空或卡西米尔能量的结果，以同时存在旋转和相互作用的情况。具体而言，我们首先重新考虑标量场理论的非相互作用旋转情况，并提出了一种基于复制技巧和Coleman-Weinberg有效势的替代和更简单的方法来计算卡西米尔能量。然后我们考虑旋转和相互作用的同时效应，包括旋转对称的显式破坏。为了研究这个问题，我们开发了一个ζ函数正则化的数值实现。我们的工作恢复了以前的结果作为极限情况，并表明同时包含旋转和相互作用会产生量子真空能量的非平凡变化。除了预期的变化（其中，对于固定的相互作用强度，随着环的尺寸增加，角动量随角速度增长），我们注意到旋转与耦合常数结合的方式放大了相互作用强度的强度。有趣的是，我们还观察到与典型的无质量行为不同的卡西米尔能量与环的大小成反比。
In this paper, we extend previous results on the quantum vacuum or Casimir energy, for a noninteracting rotating system and for an interacting nonrotating system, to the case where both rotation and interactions are present. Concretely, we first reconsider the noninteracting rotating case of a scalar field theory and propose an alternative and simpler method to compute the Casimir energy based on a replica trick and the Coleman-Weinberg effective potential. We then consider the simultaneous effect of rotation and interactions, including an explicit breaking of rotational symmetry. To study this problem, we develop a numerical implementation of zeta-function regularization. Our work recovers previous results as limiting cases and shows that the simultaneous inclusion of rotation and interactions produces nontrivial changes in the quantum vacuum energy. Besides expected changes (where, as the size of the ring increases for fixed interaction strength, the angular momentum grows with the angular velocity), we notice that the way rotation combines with the coupling constant amplifies the intensity of the interaction strength. Interestingly, we also observe a departure from the typical massless behavior where the Casimir energy is proportional to the inverse size of the ring.
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DOI：
--
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M. Schaden
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