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1948年,Casimir首先指出,由于量子电磁场的零点涨落,置于真空中的两个相互靠近的金属板间会产生一个吸引力,称为Casimir力,金属板单位面积所受的力大小为P=-hπ<2>c/240b。半个世纪以来,Casimir效应一直受到物理界的高度重视,在物理学中的许多领域有重要的应用,对量子电动力学、凝聚态物理、原子和分子物理、数学物理以及宇宙学的发展都起着推动作用。1924年,玻色和爱因斯坦指出,理想玻色气体在德布罗意波长大于粒子间的平均距离时,会发生相变,相当数量的粒子处于基态,导致单个量子态的宏观占据,这个现象称为玻色.爱因斯坦凝聚(BEC)。相变后形成的凝聚体构成了宏观量子力学对象。它是21世纪最为伟大的科学发现之一。目前世界上大约有30多个实验室已经成功实现了BEC,现在已经成为一个全球性研究热点。
本文首先简要回顾了有关Casimir效应和玻色.爱因斯坦凝聚的研究现状及实验进展。在前人工作的基础上,进一步研究了绝对零度下均匀稀释BEC中的类Casimir效应,得到了精确解析表达式,并进行了数值计算和讨论。我们不仅得到前人的研究结果,即Bogoliubov分布关系的线性部分的贡献,而且计算出非线性部分的贡献。研究表明,其线性部分的贡献远远大于非线性部分的贡献。在计算过程中,在没有引入任何截断参数或函数的情况下,解出了有限的解析表达式。这些不仅为研究Casimir力提供了一种新的计算方法,也为测量BEC中的类Casimir力提供了理论依据。