He leído sobre el efecto Casimir y el efecto Casimir dinámico. Sin embargo siempre se menciona en el contexto del electromagnetismo y con dos placas perfectamente conductoras. Mi pregunta es si puede haber algo como un efecto Casimir para otras interacciones también como la fuerza fuerte o débil.
Respuesta
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En efecto, es posible, y en algunos casos útil, modelar los efectos tipo Casimir con otras interacciones.
Puede ser difícil modelar adecuadamente el efecto Casimir desde un punto de vista más riguroso, porque la materia implicada en un conductor del mundo real (o incluso idealizado) es bastante compleja, pero he visto modelos de efectos similares a Casimir utilizados en la teoría cuántica de campos con ese fin. Esto ocurre en particular para las paredes de dominio.
En una teoría de campos, puede haber más de un estado de vacío (estado de mínima energía). Esto puede dar lugar a configuraciones de campos en las que el campo se encuentra en una de las regiones de vacío y en otra región. El número de regiones de vacío es (en algunas teorías, de todos modos) un invariante, lo que significa que es imposible que el campo se instale simplemente en un único vacío. Por lo tanto, en estos casos, existe una región de transición en la que el campo pasa de un vacío a otro. Esta región se denomina pared de dominio. Aunque suele ser bastante fina, no suele ser una superficie real.
Utilizando varias configuraciones de campo, es posible crear un conjunto de varios muros de dominio. Un buen modelo de juguete para esto, por ejemplo, es la teoría del campo escalar
$$\mathcal{L} = \frac{1}{2} \left[ \partial_\mu \phi \partial^\mu \phi + \partial_\mu \psi \partial^\mu \psi + \lambda (\psi^2 - k^2)^2 + m^2(1 - \frac{\psi^2}{k^2}) \phi^2 + g \phi^4 \right]$$
$(\psi^2 - k^2)^2$ es el tipo de potencial para crear una pared de dominio ( $\psi$ tiene un estado básico para $\pm k$ ), mientras que $(1 - \frac{\psi^2}{k^2}) \phi^2$ nos da una interacción entre $\psi$ y $\phi$ y $\phi^4$ es la típica interacción con uno mismo. En otras palabras, tenemos un campo que puede crear "paredes", que pueden interactuar con otro campo. Esto puede darnos un modelo muy simplificado (al menos en lo que respecta a la QFT) del efecto Casimir.
Se ha demostrado que dicho sistema tiene densidad de energía negativa cerca de una sola pared . Sin embargo, no sé si se han probado configuraciones más específicas con, digamos, dos paredes o una pared oscilante, para mostrar más efectos tipo Casimir.
