Dual chiral density wave induced oscillating Casimir effect

二重カイラル密度波による振動カシミア効果

藤井 大輔; 中山 勝政*; 鈴木 渓   

Fujii, Daisuke; Nakayama, Katsumasa*; Suzuki, Kei

カシミア効果は、微小体積に閉じ込められた光子場から誘起されることが知られており、また、そのフェルミオン的な対応物も、幅広い量子系で予言されている。ここでは、薄い有限密度クォーク物質において、どのような種類のカシミア効果がクォーク場から起こりうるかを調べる。特に、有限密度クォーク物質の基底状態の候補である二重カイラル密度波において、カシミアエネルギーが物質の厚さの関数として振動することを見いだした。この振動するカシミア効果は、Weyl半金属におけるカシミア効果と類似しており、クォーク場の運動量空間におけるWeyl点に起因すると考えることができる。さらに、クォークのフェルミ海からも振動が誘起され、全カシミアエネルギーは複数の振動の重ね合わせから構成されることを示す。

The Casimir effect is known to be induced from photon fields confined by a small volume, and also its fermionic counterpart has been predicted in a wide range of quantum systems. Here, we investigate what types of Casimir effects can occur from quark fields in dense and thin quark matter. In particular, in the dual chiral density wave, which is a possible ground state of dense quark matter, we find that the Casimir energy oscillates as a function of the thickness of matter. This oscillating Casimir effect is regarded as an analog of that in Weyl semimetals and is attributed to the Weyl points in the momentum space of quark fields. In addition, we show that an oscillation is also induced from the quark Fermi sea, and the total Casimir energy is composed of multiple oscillations.