Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана
We consider the vacuum polarization of a charged scalar matter field outside the tube with magnetic flux inside. The tube is impenetrable for quantum matter, and the perfectly rigid (Neumann) boundary condition is imposed at its surface. We write expressions for the induced vacuum energy density for...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022591 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2022591 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20225912023-01-04T11:15:02Z Induced Vacuum Energy Density of Quantum Charged Scalar Matter in the Background of an Impenetrable Magnetic Tube with the Neumann Boundary Condition Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. поляризацiя вакууму ефект Ааронова–Бома ефект Казимира vacuum polarization Aharonov–Bohm effect Casimir effect We consider the vacuum polarization of a charged scalar matter field outside the tube with magnetic flux inside. The tube is impenetrable for quantum matter, and the perfectly rigid (Neumann) boundary condition is imposed at its surface. We write expressions for the induced vacuum energy density for the case of a space with arbitrary dimension and for an arbitrary value of the magnetic flux. We do the numerical computation for the case of a half-integer flux value in the London flux units and the (2 + 1)-dimensional space-time. We show that the induced vacuum energy of the charged scalar matter field is induced, if the Compton wavelength of the matter field exceeds the transverse size of the tube considerably. We show that the vacuum energy is periodic in the value of the magnetic flux of the tube, providing a quantumfield-theoretical manifestation of the Aharonov–Bohm effect. The dependencies of the induced vacuum energy upon the distance from the center of the tube for different values of its thickness are obtained. The results are compared to those obtained earlier in the case of the perfectly reflecting (Dirichlet) boundary condition. It is shown that the value of the induced vacuum energy density in the case of the Neumann boundary condition is greater than in the case of the Dirichlet boundary condition. В роботi дослiджується поляризацiя вакууму зарядженого скалярного поля матерiї зовнi трубки, яка мiстить магнiтний потiк та є непроникливою для квантованої матерiї. На поверхнi трубки накладено граничну умову типу Неймана. Записано вирази для iндукованої густини енергiї вакууму у випадку простору довiльної вимiрностi та при довiльному значеннi магнiтного потоку. Проведено чисельнi розрахунки для випадку напiвцiлого значення магнiтного потоку в одиницях Лондона у (2 + 1)-вимiрному просторi-часi. Показано, що iндукування енергiї вакууму зарядженої скалярної матерiї вiдбувається за умови, якщо комптонiвська довжина хвилi поля матерiї набагато перевищує поперечний розмiр трубки. Показано, що енергiя вакууму перiодична по вiдношенню до значення магнiтного потоку в трубцi, що є квантовотеоретичним проявом ефекту Ааронова–Бома. Отримано залежностi iндукованої енергiї вакууму вiд вiдстанi до центру трубки при рiзних значеннях товщини трубки. Отриманi результати було порiвняно з результатами, отриманими ранiше для випадку граничної умови типу Дiрiхле. Показано, що значення iндукованої густини енергiї вакууму у випадку граничної умови типу Неймана бiльшi, нiж у випадку граничної умови типу Дiрiхле. Publishing house "Academperiodika" 2023-01-04 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022591 10.15407/ujpe67.10.715 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 67 No. 10 (2022); 715 Український фізичний журнал; Том 67 № 10 (2022); 715 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe67.10 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022591/2911 Copyright (c) 2023 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-01-04T11:15:02Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
поляризацiя вакууму ефект Ааронова–Бома ефект Казимира |
| spellingShingle |
поляризацiя вакууму ефект Ааронова–Бома ефект Казимира Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана |
| topic_facet |
поляризацiя вакууму ефект Ааронова–Бома ефект Казимира vacuum polarization Aharonov–Bohm effect Casimir effect |
| format |
Article |
| author |
Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. |
| author_facet |
Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. |
| author_sort |
Gorkavenko, V.M. |
| title |
Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана |
| title_short |
Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана |
| title_full |
Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана |
| title_fullStr |
Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана |
| title_full_unstemmed |
Індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу Неймана |
| title_sort |
індукована густина енергії вакууму квантованої зарядженої скалярної матерії в присутності непроникної магнітної трубки з граничною умовою типу неймана |
| title_alt |
Induced Vacuum Energy Density of Quantum Charged Scalar Matter in the Background of an Impenetrable Magnetic Tube with the Neumann Boundary Condition |
| description |
We consider the vacuum polarization of a charged scalar matter field outside the tube with magnetic flux inside. The tube is impenetrable for quantum matter, and the perfectly rigid (Neumann) boundary condition is imposed at its surface. We write expressions for the induced vacuum energy density for the case of a space with arbitrary dimension and for an arbitrary value of the magnetic flux. We do the numerical computation for the case of a half-integer flux value in the London flux units and the (2 + 1)-dimensional space-time. We show that the induced vacuum energy of the charged scalar matter field is induced, if the Compton wavelength of the matter field exceeds the transverse size of the tube considerably. We show that the vacuum energy is periodic in the value of the magnetic flux of the tube, providing a quantumfield-theoretical manifestation of the Aharonov–Bohm effect. The dependencies of the induced vacuum energy upon the distance from the center of the tube for different values of its thickness are obtained. The results are compared to those obtained earlier in the case of the perfectly reflecting (Dirichlet) boundary condition. It is shown that the value of the induced vacuum energy density in the case of the Neumann boundary condition is greater than in the case of the Dirichlet boundary condition. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022591 |
| work_keys_str_mv |
AT gorkavenkovm inducedvacuumenergydensityofquantumchargedscalarmatterinthebackgroundofanimpenetrablemagnetictubewiththeneumannboundarycondition AT gorkavenkotv inducedvacuumenergydensityofquantumchargedscalarmatterinthebackgroundofanimpenetrablemagnetictubewiththeneumannboundarycondition AT sitenkoyua inducedvacuumenergydensityofquantumchargedscalarmatterinthebackgroundofanimpenetrablemagnetictubewiththeneumannboundarycondition AT tsarenkovams inducedvacuumenergydensityofquantumchargedscalarmatterinthebackgroundofanimpenetrablemagnetictubewiththeneumannboundarycondition AT gorkavenkovm índukovanagustinaenergíívakuumukvantovanoízarâdženoískalârnoímateríívprisutnostíneproniknoímagnítnoítrubkizgraničnoûumovoûtipunejmana AT gorkavenkotv índukovanagustinaenergíívakuumukvantovanoízarâdženoískalârnoímateríívprisutnostíneproniknoímagnítnoítrubkizgraničnoûumovoûtipunejmana AT sitenkoyua índukovanagustinaenergíívakuumukvantovanoízarâdženoískalârnoímateríívprisutnostíneproniknoímagnítnoítrubkizgraničnoûumovoûtipunejmana AT tsarenkovams índukovanagustinaenergíívakuumukvantovanoízarâdženoískalârnoímateríívprisutnostíneproniknoímagnítnoítrubkizgraničnoûumovoûtipunejmana |
| first_indexed |
2025-10-02T01:18:47Z |
| last_indexed |
2025-10-02T01:18:47Z |
| _version_ |
1851765379129409536 |