[論文レビュー] Un-Casimir effect

Antonia M. Frassino, Piero Nicolini+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 27, 2013

Quantum Electrodynamics and Casimir Effect被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、未定義粒子（仮説的なスケール不変な領域）と電磁場が相互作用することで生じる、新しいカシミールエネルギー寄与項である「アンカシミール効果」を導入する。未定義粒子領域におけるファインマン propagator を修正することで、スケーリング次元によって制御される連続的なべき乗に従って変化する距離依存のカシミールエネルギーを導出する。これにより、結合定数に依存しない未定義粒子物理学の実験的検証のためのテストベッドが得られ、またフラクタル的挙動を示す平板の挙動を予測する。

ABSTRACT

In this paper we present the un-Casimir effect, namely the study of the Casimir energy related to the presence of an un-particle component in addition to the electromagnetic field contribution. We derive this result by considering modifications of the Feynman propagator in the unparticle sector. The contribution of unparticles turns out to be the integral of Casimir energies for particles at fixed mass with a weight depending on the scaling dimension. The distinctive feature of the un-Casimir effect is a fractalization of metallic plates. This fact emerges through a new dependence of the Casimir energy on the distance between plates, that scales with a continuous power controlled by the scaling dimension. More importantly the un-Casimir effect offers a reliable testbed for unparticle physics. We find bounds on the unparticle scale that are independent on the effective coupling constant describing the interaction between the scale invariant sector and ordinary matter. Therefore the un-Casimir effect, contrary to what found in previous unparticle physics situations ( extit{e.g.} g-2 and a variety LEP/LHC data analyses), actually removes the ambiguity associated to the value of such a coupling. We also discuss some of the possible implications for unparticle physics when non-perfect conducting plates are considered.

研究の動機と目的

• 電磁場に加えて未定義粒子が存在することによって生じるカシミールエネルギー寄与項を調査すること。
• 未定義粒子物理学における有効結合定数に関する曖昧さを解消し、このパrameterに依存しない境界が得られる状況を同定すること。
• 非理想（完全に導電性ではない）平板がアンカシミール効果に与える影響とその意味を調査すること。

提案手法

• スケール不変なダイナミクスを組み込むために、未定義粒子領域におけるファインマン propagator を修正すること。
• スケーリング次元に依存する関数によって重み付けられた、固定質量粒子のカシミールエネルギーの積分としてアンカシミールエネルギーを導出すること。
• 平板間隔に依存するエネルギーの依存性を分析し、スケーリング次元によって決定される連続的なべき乗則的スケーリングを示すこと。
• 得られたエネルギー式を用いて、通常の物質との結合定数に依存しない未定義粒子スケールに関する境界を導出すること。
• 非完全導電性平板への一般化を進め、効果の頑健さと物理的妥当性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 未定義粒子の存在が、二枚の平板間のカシミールエネルギーにどのように影響を及えるか？
• RQ2 アンカシミールエネルギーの平板間隔依存性はどのような関数的依存性を示し、標準的なカシミール効果とはどのように異なるか？
• RQ3 アンカシミール効果は、結合定数に依存しない未定義粒子スケールに関する制約を提供できるか？
• RQ4 非理想（完全に導電性ではない）平板がアンカシミール効果に及ぼす影響と、その物理的解釈にどのような影響を及えるか？

主な発見

• アンカシミール効果は、未定義粒子領域のスケーリング次元によって制御される連続的なべき乗に従って変化するカシミールエネルギーを導入する。
• エネルギー寄与項は、スケーリング次元に依存する関数によって重み付けられた、固定質量粒子のカシミールエネルギーの積分として生じる。
• 未定義粒子領域と通常の物質との間の有効結合定数に依存しない、未定義粒子スケールに関する境界が得られた。
• この効果は、非整数のべき乗則的依存性に起因して、金属平板のフラクタル化を引き起こす、特徴的なシグナチャーをもたらす。
• 非完全導電性平板を考慮してもアンカシミール効果が頑健であることが示されたため、物理的実現可能性が示唆される。