Anomalous-magnetic-moment-enhanced Casimir effect

異常磁気モーメントが増加させるカシミア効果

藤井 大輔; 中山 勝政*; 鈴木 渓   

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

ディラックフェルミオンの異常磁気モーメント(AMM)が磁場中のフェルミオン・カシミール効果に及ぼす影響について、理論的に検討する。この解析では、既存のリフシッツ公式を拡張するかたちでAMMの効果を組み込む。我々の導出した拡張公式により、AMMの存在がフェルミオン・カシミールエネルギーを増加させることが明らかになる。特に、AMMが十分大きい場合、最低ランダウ準位のギャップレスな性質によってカシミールエネルギーが大きく強化される。さらに、電子、ミューオン、構成クォークといった異なるフェルミオンに対して、磁場下でのカシミールエネルギーを定量的に評価する。

We present a theoretical study on how the anomalous magnetic moment (AMM) of Dirac fermions influences the fermionic Casimir effect in the presence of magnetic fields. The analysis is carried out by generalizing the standard Lifshitz formula to incorporate the AMM. Our extended formulation reveals that the presence of the AMM leads to an increase in the fermionic Casimir energy. Notably, when the AMM becomes sufficiently large, this enhancement is markedly amplified due to the gapless nature of the lowest Landau level. We further provide quantitative estimates of the Casimir energy contributions from various fermions, such as electrons, muons, and constituent quarks, subjected to magnetic fields.