<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><!DOCTYPE article PUBLIC "-//ES//DTD journal article DTD version 5.4.0//EN//XML" "art540.dtd"><article xmlns="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:ce="http://www.elsevier.com/xml/common/dtd" xmlns:sa="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-aff/dtd" xmlns:sb="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-bib/dtd" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" docsubtype="sco" xml:lang="en"><item-info><jid>PLB</jid><aid>32569</aid><ce:pii>S0370-2693(17)30056-4</ce:pii><ce:doi>10.1016/j.physletb.2017.01.038</ce:doi><ce:copyright year="2017" type="other">The Authors</ce:copyright><ce:doctopics><ce:doctopic id="doc0010"><ce:text>Theory</ce:text></ce:doctopic></ce:doctopics></item-info><head><ce:title id="ti0010">Gravitational Casimir–Polder effect</ce:title><ce:author-group id="ag0010"><ce:author id="au0010" author-id="S0370269317300564-c3e76be1941d728abd36e10dd673f099"><ce:given-name>Jiawei</ce:given-name><ce:surname>Hu</ce:surname><ce:cross-ref refid="aff0010" id="crf0010"><ce:sup>a</ce:sup></ce:cross-ref></ce:author><ce:author id="au0020" author-id="S0370269317300564-3cae6a757ba75680ae24f7b38da87624"><ce:given-name>Hongwei</ce:given-name><ce:surname>Yu</ce:surname><ce:cross-ref refid="aff0020" id="crf0020"><ce:sup>b</ce:sup></ce:cross-ref><ce:cross-ref refid="aff0010" id="crf0030"><ce:sup>a</ce:sup></ce:cross-ref><ce:cross-ref refid="cr0010" id="crf0040"><ce:sup>⁎</ce:sup></ce:cross-ref><ce:e-address type="email" id="ea0010">hwyu@hunnu.edu.cn</ce:e-address></ce:author><ce:affiliation id="aff0010"><ce:label>a</ce:label><ce:textfn>Center for Nonlinear Science and Department of Physics, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315211, China</ce:textfn><sa:affiliation><sa:organization>Center for Nonlinear Science</sa:organization><sa:organization>Department of Physics</sa:organization><sa:organization>Ningbo University</sa:organization><sa:city>Ningbo</sa:city><sa:state>Zhejiang</sa:state><sa:postal-code>315211</sa:postal-code><sa:country>China</sa:country></sa:affiliation></ce:affiliation><ce:affiliation id="aff0020"><ce:label>b</ce:label><ce:textfn>Department of Physics and Synergetic Innovation Center for Quantum Effects and Applications, Hunan Normal University, Changsha, Hunan 410081, China</ce:textfn><sa:affiliation><sa:organization>Department of Physics</sa:organization><sa:organization>Synergetic Innovation Center for Quantum Effects and Applications</sa:organization><sa:organization>Hunan Normal University</sa:organization><sa:city>Changsha</sa:city><sa:state>Hunan</sa:state><sa:postal-code>410081</sa:postal-code><sa:country>China</sa:country></sa:affiliation></ce:affiliation><ce:correspondence id="cr0010"><ce:label>⁎</ce:label><ce:text>Corresponding author at: Department of Physics and Synergetic Innovation Center for Quantum Effects and Applications, Hunan Normal University, Changsha, Hunan 410081, China.</ce:text><sa:affiliation><sa:organization>Department of Physics</sa:organization><sa:organization>Synergetic Innovation Center for Quantum Effects and Applications</sa:organization><sa:organization>Hunan Normal University</sa:organization><sa:city>Changsha</sa:city><sa:state>Hunan</sa:state><sa:postal-code>410081</sa:postal-code><sa:country>China</sa:country></sa:affiliation></ce:correspondence></ce:author-group><ce:date-received day="19" month="12" year="2016"/><ce:date-accepted day="19" month="1" year="2017"/><ce:miscellaneous id="ms0010">Editor: M. Cvetič</ce:miscellaneous><ce:abstract id="ab0010"><ce:section-title id="st0010">Abstract</ce:section-title><ce:abstract-sec id="as0010"><ce:simple-para id="sp0010">The interaction due to quantum gravitational vacuum fluctuations between a gravitationally polarizable object modelled as a two-level system and a gravitational boundary is investigated. This quantum gravitational interaction is found to be position-dependent, which induces a force in close analogy to the Casimir–Polder force in the electromagnetic case. For a Dirichlet boundary, the quantum gravitational potential for the polarizable object in its ground-state is shown to behave like <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si1.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> in the near zone, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si2.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> in the far zone, where <ce:italic>z</ce:italic> is the distance to the boundary. For a concrete example, where a Bose–Einstein condensate is taken as a gravitationally polarizable object, the relative correction to the radius of the BEC caused by fluctuating quantum gravitational waves in vacuum is found to be of order <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si3.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>. Although the correction is far too small to observe in comparison with its electromagnetic counterpart, it is nevertheless of the order of the gravitational strain caused by a recently detected black hole merger on the arms of the LIGO.</ce:simple-para></ce:abstract-sec></ce:abstract></head><body><ce:sections><ce:section id="se0010" role="introduction"><ce:label>1</ce:label><ce:section-title id="st0020">Introduction</ce:section-title><ce:para id="pr0010">Gravitational waves, which are ripples of spacetime, are natural consequences of the theory of general relativity established by Einstein one hundred years ago <ce:cross-ref refid="br0010" id="crf0050">[1]</ce:cross-ref>. Since their amplitudes are extraordinarily small, gravitational waves have never been detected directly until the recent breakthrough made by the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) and Virgo collaborations <ce:cross-ref refid="br0020" id="crf0060">[2]</ce:cross-ref> in the culmination of a decades-long quest. What LIGO detected are actually the classical effects of gravitational waves on the length differences between the arms which were revealed by the laser interferometry. Naturally, one may wonder what effects are if gravitational waves are quantized and whether they can be detectable. Although strictly speaking an ultimate answer of these questions requires a full theory of quantum gravity which is still elusive and quantum gravitational effects are generally expected near the Planck scale, which is far from the energy scales accessible so far, one can still do something using general relativity as a consistent effective field theory at low energies <ce:cross-refs refid="br0030 br0040 br0050 br0060 br0070" id="crs0010">[3–7]</ce:cross-refs>. In the present paper, we are interested in yet another low energy quantum gravitational effect, i.e., quantum gravitational interaction between a gravitationally polarizable object and a boundary.</ce:para><ce:para id="pr0020">A fundamental difference between a quantum theory and a classical one is the quantum fluctuations in vacuum necessitated by the uncertainty principle. Vacuum fluctuations, although seem fictional, may cause observational effects. A well-known example is the Casimir force between two neutral conducting plates in vacuum <ce:cross-ref refid="br0080" id="crf0070">[8]</ce:cross-ref>. Classically, no force other than the universal gravitation would be expected between the two plates because of the absence of external fields. However, quantum mechanically, the fluctuating quantum electromagnetic field modes in vacuum are modified due to the presence of reflecting boundaries, and a force is thus induced. One can also replace one of the plates with a neutral polarizable object in the above configuration, and the resulting force is usually referred to as the Casimir–Polder force <ce:cross-ref refid="br0090" id="crf0080">[9]</ce:cross-ref>. The Casimir and Casimir–Polder effects have played an important role in our understanding of the quantization of electromagnetic fields <ce:cross-refs refid="br0100 br0110" id="crs0020">[10,11]</ce:cross-refs>. One naturally expects that, if gravity has a quantum nature, it should also generate Casimir-like forces. Here, we plan to calculate the gravitational Casimir–Polder force between a gravitationally polarizable object and a gravitational medium. Let us note that, the quantum corrections to classical gravitational forces between two polarizable objects from the induced quadrupole moments due to two graviton exchange have recently been studied in Ref. <ce:cross-ref refid="br0070" id="crf0090">[7]</ce:cross-ref>, and later in Refs. <ce:cross-ref refid="br0350" id="crf0110">[12]</ce:cross-ref> and <ce:cross-ref refid="br0360" id="crf0120">[13]</ce:cross-ref> in different approaches.</ce:para></ce:section><ce:section id="se0020"><ce:label>2</ce:label><ce:section-title id="st0030">The basic formalism</ce:section-title><ce:para id="pr0030">We model a gravitationally polarizable object as a harmonic oscillator. For simplicity, we treat it as a two-level system, which is taken as an open quantum system in interaction with a bath of quantum fluctuating gravitational fields in vacuum. The total Hamiltonian takes the form<ce:display><ce:formula id="fm0010"><ce:label>(1)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si4.gif"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> Here <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si5.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> is the Hamiltonian of the two-level system<ce:display><ce:formula id="fm0020"><ce:label>(2)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si6.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si7.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si8.gif"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si9.gif"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:math> denote the excited and the ground states, respectively. <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si10.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> is the Hamiltonian of the gravitational field, whose explicit expression is not needed here. <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si11.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> denotes the quadrupolar gravitational interaction Hamiltonian, which can be written as<ce:display><ce:formula id="fm0030"><ce:label>(3)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si12.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si13.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> is the quadrupole moment of the object and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si14.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math> with <ce:italic>ϕ</ce:italic> being the gravitational potential. In Newtonian theory, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si15.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> determines the tidal gravitational acceleration between two nearby test particles, while in general relativity, the similar role is played by the Weyl tensor, i.e. <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si16.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><ce:cross-ref refid="fn0010" id="crf0100"><ce:sup>1</ce:sup></ce:cross-ref><ce:footnote id="fn0010"><ce:label>1</ce:label><ce:note-para id="np0010">We follow the sign convention of Misner, Thorne, and Wheeler <ce:cross-ref refid="br0120" id="crf0330">[14]</ce:cross-ref>.</ce:note-para></ce:footnote> <ce:cross-ref refid="br0130" id="crf0340">[15]</ce:cross-ref>. Here <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si15.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si17.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math> are the gravito-electric and gravito-magnetic tensors which satisfy the linearized Einstein field equations written in a form in analogy to the Maxwell equations known as gravitoelectromagnetism <ce:cross-refs refid="br0130 br0140 br0150 br0160 br0170 br0180 br0190" id="crs0030">[15–21]</ce:cross-refs>. Note that the gravito-electric field <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si15.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> here is supposed to be quantized.</ce:para><ce:para id="pr0040">Initially, the whole system is described by <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si18.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>tot</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>, in which <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si19.gif"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math> is the initial reduced density matrix of the object, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si20.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> characterizes the state of the environment. The time evolution of the whole system in the frame of the object follows the quantum Liouville equation<ce:display><ce:formula id="fm0040"><ce:label>(4)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si21.gif"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>tot</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ħ</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>tot</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> The dynamics of the reduced system can be obtained by tracing over the degrees of freedom of the field, and in the limit of weak-coupling, the reduced density matrix is found to satisfy the master equation in the interaction picture <ce:cross-refs refid="br0200 br0210 br0220" id="crs0040">[22–24]</ce:cross-refs><ce:display><ce:formula id="fm0050"><ce:label>(5)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si22.gif"><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ħ</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> We observe from Eq. <ce:cross-ref refid="fm0050" id="crf0130">(5)</ce:cross-ref> that the contribution of the vacuum gravitational fields can be separated into two parts. The first part<ce:display><ce:formula id="fm0060"><ce:label>(6)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si23.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi></mml:munder><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">†</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> is unitary, where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si24.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>, with <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si25.gif"><mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math> denoting the projection onto the eigenspace belonging to the eigenvalue <ce:italic>ν</ce:italic> of the Hamiltonian <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si26.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>. The function <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si27.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math> can be written as<ce:display><ce:formula id="fm0070"><ce:label>(7)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si28.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si29.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math> is the Fourier transform of the field correlation function <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si30.gif"><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:math>,<ce:display><ce:formula id="fm0080"><ce:label>(8)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si31.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ħ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo>∞</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si32.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math> is the one-side Fourier transform<ce:display><ce:formula id="fm0090"><ce:label>(9)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si33.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ħ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> Then it can be shown, with the help of<ce:display><ce:formula id="fm0100"><ce:label>(10)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si34.gif"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ϵ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>±</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> that<ce:display><ce:formula id="fm0110"><ce:label>(11)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si35.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo>∞</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> where P means the principal value. The unitary part <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si36.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> is usually referred to as the Lamb shift Hamiltonian, which arises from the object's quadrupolar interaction with vacuum fluctuations of the gravitational fields and leads to an energy shift of the object. This part is our main focus in the present paper, and in the following we will show that this part becomes position-dependent when a boundary is present, which induces a force in close analogy to the Casimir–Polder interaction in the electromagnetic case. The second part<ce:display><ce:formula id="fm0120"><ce:label>(12)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si37.gif"><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi></mml:munder><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" maxsize="5.2ex" minsize="5.2ex">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">†</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">†</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="true" maxsize="5.2ex" minsize="5.2ex">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> is the dissipator of the master equation, which is nonunitary and represents the decoherence and dissipation due to environment.</ce:para></ce:section><ce:section id="se0030"><ce:label>3</ce:label><ce:section-title id="st0040">The quantum gravitational interaction</ce:section-title><ce:para id="pr0050">Now, we calculate the quantum gravitational interaction between a static gravitationally polarizable two-level system whose trajectory can be described as<ce:display><ce:formula id="fm0130"><ce:label>(13)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si38.gif"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> and a boundary located at <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si39.gif"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>. As has been discussed above, one needs to calculate the Lamb shift Hamiltonian <ce:cross-ref refid="fm0060" id="crf0140">(6)</ce:cross-ref> which is related to the correlation functions of the gravito-electric field <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si30.gif"><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:math>. Consequently, the wave equation in a gravitational medium is needed to fix the boundary conditions, cf. Ref. <ce:cross-ref refid="br0230" id="crf0240">[25]</ce:cross-ref>. In the present paper, we apply the Dirichlet boundary condition for simplicity, which models an ideal reflecting boundary for transverse gravito-electric field modes. If we expand the spacetime metric as <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si41.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>, where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si42.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:math> is the Minkowski metric, and work in the transverse traceless (TT) gauge, the gravito-electric field tensor <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si43.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¨</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>, where a dot denotes derivative with respect to <ce:italic>t</ce:italic>. The Wightman function for gravitons in the TT gauge reads <ce:cross-ref refid="br0240" id="crf0150">[26]</ce:cross-ref><ce:display><ce:formula id="fm0140"><ce:label>(14)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si44.gif"><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0.2em"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>32</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ħ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></ce:formula></ce:display> where<ce:display><ce:formula id="fm0150"><ce:label>(15)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si45.gif"><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0.2em"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd columnalign="center"><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right"/><mml:mtd columnalign="center"/><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></ce:formula></ce:display> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si46.gif"><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:math> is the scalar field two-point function. Here <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si47.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">∇</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> in Eq. <ce:cross-ref refid="fm0150" id="crf0170">(15)</ce:cross-ref> should be understood in the sense of a Green's function, and when working in momentum space its effect is to bring in a factor of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si48.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>. The scalar field two-point function can then be written as the sum of a free space term and a term due to the presence of the boundary with the help of the method of images as<ce:display><ce:formula id="fm0160"><ce:label>(16)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si49.gif"><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0.2em"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ħ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ϵ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ħ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ϵ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></ce:formula></ce:display> Since we are interested in the energy shift caused by the boundary, in the following we consider the boundary-dependent terms only.</ce:para><ce:para id="pr0060">For a two-level system, the summation over <ce:italic>ω</ce:italic> in Eq. <ce:cross-ref refid="fm0060" id="crf0180">(6)</ce:cross-ref> contains two terms only, i.e. <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si50.gif"><mml:mi>ω</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>. As a result, Eq. <ce:cross-ref refid="fm0060" id="crf0190">(6)</ce:cross-ref> can be written explicitly as<ce:display><ce:formula id="fm0170"><ce:label>(17)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si51.gif"><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0.2em"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd columnalign="center"><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mfrac><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right"/><mml:mtd columnalign="center"/><mml:mtd columnalign="left"><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></ce:formula></ce:display> Therefore, the energy-level shifts of the ground state and excited state are<ce:display><ce:formula id="fm0180"><ce:label>(18)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si52.gif"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0190"><ce:label>(19)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si53.gif"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display> respectively. Since the external environment is in its vacuum state, we focus on the energy shift of the ground-state, which can be calculated as<ce:display><ce:formula id="fm0200"><ce:label>(20)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si54.gif"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⁎</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="0.2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display> Here and after we use <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si55.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:math>, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si56.gif"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⁎</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:math>, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si57.gif"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⁎</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math> for brevity, and<ce:display><ce:formula id="fm0210"><ce:label>(21)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si58.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1111</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>64</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>16</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>20</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>18</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0220"><ce:label>(22)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si59.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3333</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0230"><ce:label>(23)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si60.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1122</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>64</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0240"><ce:label>(24)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si61.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1133</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0250"><ce:label>(25)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si62.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1212</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>64</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>16</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0260"><ce:label>(26)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si63.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1313</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0270"><ce:label>(27)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si64.gif"><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0.2em"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1111</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2222</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1122</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2211</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1212</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2121</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0280"><ce:label>(28)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si65.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1133</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3311</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2233</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3322</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display><ce:display><ce:formula id="fm0290"><ce:label>(29)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si66.gif"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1313</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3131</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2323</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3232</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display> with other components being zero.</ce:para><ce:para id="pr0070">In analogy to electrodynamics, we define a gravitational polarizability tensor <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si67.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> such that <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si68.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>. In the near regime, i.e. when the distance between the object and the reflecting surface is much less than the transition wavelength (<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si69.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>≪</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>), the energy shift takes the form<ce:display><ce:formula id="fm0300"><ce:label>(30)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si70.gif"><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>128</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" maxsize="2.4ex" minsize="2.4ex">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>17</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>33</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" maxsize="2.4ex" minsize="2.4ex">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> in which the symmetric and traceless properties of the quadrupole tensor have been taken into account. This shows that the energy shift decays with distance as <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si1.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>, which can be understood as a gravitational quadrupole–quadrupole interaction between the object and its image. In the long-distance regime, i.e. <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si71.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>≫</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>, we have<ce:display><ce:formula id="fm0310"><ce:label>(31)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si72.gif"><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" maxsize="2.4ex" minsize="2.4ex">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>33</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" maxsize="2.4ex" minsize="2.4ex">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> In this regime, the energy shift decreases with distance as <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si2.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>, and the factor <ce:italic>c</ce:italic> appears as a result of retardation.</ce:para><ce:para id="pr0080">It has been found in Ref. <ce:cross-ref refid="br0070" id="crf0200">[7]</ce:cross-ref> that the quantum gravitational potential of a couple of polarizable objects are proportional to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si73.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si74.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> respectively in the near and far regimes <ce:cross-ref refid="br0070" id="crf0210">[7]</ce:cross-ref>. The difference in the power law can be understood by dimensional analysis. Here our results are proportional to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si67.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>, while those in Ref. <ce:cross-ref refid="br0070" id="crf0220">[7]</ce:cross-ref> are proportional to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si75.gif"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>. Dimensionally <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si76.gif"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi></mml:math>, then it is reasonable that there is a difference <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si77.gif"><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> in the dependence of <ce:italic>z</ce:italic> between the two results.</ce:para><ce:para id="pr0090">For a concrete example, we consider a Bose–Einstein condensate (BEC), which, we note, is actually a multilevel system in a harmonic trap as a gravitationally polarizable object for an order-of magnitude estimate of the effect we just computed. The BEC will be stretched and squeezed when a gravitational wave passes by, and a gravitational quadrupole will be induced. The gravitational polarizability of the BEC can be calculated in a harmonic oscillator model with the help of the geodesic deviation equation <ce:cross-ref refid="br0160" id="crf0230">[18]</ce:cross-ref>, and it is of the order of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si78.gif"><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>, where <ce:italic>M</ce:italic> is the mass of the BEC and <ce:italic>R</ce:italic> is the radius which can be characterized by the harmonic oscillator length <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si79.gif"><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math> when the interatomic interactions are neglected <ce:cross-ref refid="br0250" id="crf0250">[27]</ce:cross-ref>, with <ce:italic>m</ce:italic> being the mass of a single atom in the BEC, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si80.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math> the center-of-mass oscillating frequency which is the same with the trap frequency in the absence of perturbations. The BEC is in interaction with quantum vacuum gravitational fluctuations modified by the presence of a boundary, and a quantum gravitational potential <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si81.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">surf</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> is generated, which will cause a relative shift to the center-of-mass oscillating frequency as <ce:cross-refs refid="br0260 br0270" id="crs0050">[28,29]</ce:cross-refs><ce:display><ce:formula id="fm0320"><ce:label>(32)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si82.gif"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>≃</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">surf</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> If the frequency of a harmonic oscillator is suddenly changed from <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si80.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math> to <ce:italic>ω</ce:italic> at some position <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si83.gif"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>, its amplitude will be changed from <ce:italic>R</ce:italic> to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si84.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>, and the variables can be related to each other on equalling the kinetic energy of the oscillator at <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si83.gif"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math> as <ce:cross-ref refid="br0160" id="crf0350">[18]</ce:cross-ref><ce:display><ce:formula id="fm0330"><ce:label>(33)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si85.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mspace width="0.2em"/><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> Plugging Eq. <ce:cross-ref refid="fm0320" id="crf0260">(32)</ce:cross-ref> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si86.gif"><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math> into Eq. <ce:cross-ref refid="fm0330" id="crf0270">(33)</ce:cross-ref>, we have<ce:display><ce:formula id="fm0340"><ce:label>(34)</ce:label><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si87.gif"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>≃</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mspace width="0.25em"/><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></ce:formula></ce:display> That is, due to the presence of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si81.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">surf</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>, both the oscillating frequency and the radius of the BEC are modified, which are both of the order of <ce:italic>γ</ce:italic>. For a BEC composed of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si88.gif"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> <ce:sup loc="pre">87</ce:sup>Rb atoms trapped with <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si89.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext>Hz</mml:mtext></mml:math>, the typical size <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si90.gif"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext>μm</mml:mtext></mml:math>. We assume that the center of mass of the BEC is located at a distance <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si91.gif"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>≃</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext>μm</mml:mtext></mml:math> to the boundary, then <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si92.gif"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>ħ</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>. Here let us note that the relative oscillating frequency shift of a trapped BEC has been utilized to detect the electromagnetic Casimir–Polder force, where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si93.gif"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>–</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> in the retarded and thermal regimes <ce:cross-refs refid="br0260 br0270" id="crs0060">[28,29]</ce:cross-refs>. In the electromagnetic case, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si81.gif"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">surf</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> is calculated as a summation of the Casimir–Polder potentials of individual atoms, while in the gravitational case here, it is calculated by considering the BEC as a whole system. The relative correction is exceedingly small as compared to that in the electromagnetic case, so, far too small to observe. It is interesting to note however that the relative correction of the radius of the BEC <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si94.gif"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> caused by the quantum gravitational interaction is of the same order of the gravitational strain caused by a black hole merger on the arms of the LIGO <ce:cross-ref refid="br0020" id="crf0280">[2]</ce:cross-ref>. Noteworthily, the relative correction here is caused by fluctuating quantum gravitational waves in vacuum whereas the correction observed by LIGO was caused by classical gravitational waves produced by a binary black hole merger. We must point out that an experimental verification of this quantum gravitational effect would be a much greater challenge than that of the classical one detected by LIGO, even if we could find matter that would reflect gravitational waves significantly, since the radius of the BEC is a lot more difficult to be measured precisely.</ce:para><ce:para id="pr0100">Now a few comments are in order for our assumption of a plane that perfectly reflects gravitational waves. Let us first note that the absorption of gravitational waves, both the classical absorption, and the absorption of gravitons by the analog of the photoelectric effect and by phonon excitation, has been analyzed in Ref. <ce:cross-ref refid="br0280" id="crf0310">[30]</ce:cross-ref>, and it has been argued that the construction of a conductor that could absorb or reflect gravitational waves effectively would be impossible. At the same time, however, Press studied the possibility of constructing mirrors for gravitational waves with elastic and viscous materials, and found that the phase velocity of sound in such a material has to be greater than the speed of light <ce:cross-ref refid="br0290" id="crf0320">[31]</ce:cross-ref>. These materials are found to be possible but unstable <ce:cross-refs refid="br0300 br0310 br0320" id="crs0070">[32–34]</ce:cross-refs>. If somehow there were such materials in our Universe, then the propagation of certain gravitational waves through them might be noticeably affected. Besides, there have been interesting suggestions that the interaction between gravitational waves and quantum fluids (e.g. superconductors, superfluids, quantum Hall fluids, and Bose–Einstein condensates) might be significantly enhanced compared with ordinary matter (see Ref. <ce:cross-ref refid="br0330" id="crf0290">[35]</ce:cross-ref> for a review), and even some work has been done on possible implications of these suggestions <ce:cross-ref refid="br0340" id="crf0300">[36]</ce:cross-ref>. Finally, it is interesting to revisit the quantum effects we just studied using a more realistic model of a gravitational boundary rather than a perfect reflector, which, though a much more complicated issue, is currently under investigation.</ce:para></ce:section><ce:section id="se0040" role="conclusion"><ce:label>4</ce:label><ce:section-title id="st0050">Conclusion</ce:section-title><ce:para id="pr0110">In summary, we have studied the interaction caused by fluctuating quantum vacuum gravitational fields between a polarizable object modelled as a gravitational two-level system and a boundary. The position-dependent potential induces a force in close analogy to the Casimir–Polder force. We have worked out the explicit analytical expressions of the quantum gravitational interaction potential for a Dirichlet boundary, which decreases with distance as <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si1.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> in the short-distance regime, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si2.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> in the long-distance regime. Taking a Bose–Einstein condensate as a gravitationally polarizable object, we have found that the relative correction to the radius caused by fluctuating quantum gravitational waves in vacuum is of the order <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si3.gif"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>.</ce:para></ce:section></ce:sections><ce:acknowledgment id="ac0010"><ce:section-title id="st0070">Acknowledgements</ce:section-title><ce:para id="pr0130">We would like to thank Wenting Zhou and Puxun Wu for very helpful discussions. This work was supported in part by the <ce:grant-sponsor id="gsp0010" sponsor-id="http://dx.doi.org/10.13039/501100001809">NSFC</ce:grant-sponsor> under Grants No. <ce:grant-number refid="gsp0010">11375092</ce:grant-number>, No. <ce:grant-number refid="gsp0010">11435006</ce:grant-number>, No. <ce:grant-number refid="gsp0010">11447022</ce:grant-number>, No. <ce:grant-number refid="gsp0010">11690034</ce:grant-number>, and No. <ce:grant-number refid="gsp0010">11690030</ce:grant-number>; the <ce:grant-sponsor id="gsp0020" sponsor-id="http://dx.doi.org/10.13039/501100004731">Zhejiang Provincial Natural Science Foundation</ce:grant-sponsor> of China under Grant No. <ce:grant-number refid="gsp0020">LQ15A050001</ce:grant-number>; the Research Program of <ce:grant-sponsor id="gsp0030" sponsor-id="http://dx.doi.org/10.13039/501100004387">Ningbo University</ce:grant-sponsor> under Grant No. <ce:grant-number refid="gsp0030">XYL15020</ce:grant-number> and No. <ce:grant-number refid="gsp0030">xkzwl1501</ce:grant-number>; and the K. C. Wong Magna Fund in <ce:grant-sponsor id="gsp0040" sponsor-id="http://dx.doi.org/10.13039/501100004387">Ningbo University</ce:grant-sponsor>.</ce:para></ce:acknowledgment></body><tail><ce:bibliography id="bl0010"><ce:section-title id="st0060">References</ce:section-title><ce:bibliography-sec id="bs0010"><ce:bib-reference id="br0010"><ce:label>[1]</ce:label><sb:reference id="bib65696E737465696E31393136s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>A.</ce:given-name><ce:surname>Einstein</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Sitzungsber. K. Preuss. Akad. Wiss.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>1</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1916</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>688</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0020"><ce:label>[2]</ce:label><sb:reference id="bib6C69676F3136s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>B.P.</ce:given-name><ce:surname>Abbott</ce:surname></sb:author><sb:et-al/></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. Lett.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>116</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2016</sb:date></sb:issue><sb:article-number>061102</sb:article-number></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0030"><ce:label>[3]</ce:label><sb:reference id="bib446F6E6F676875653934s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>J.F.</ce:given-name><ce:surname>Donoghue</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. Lett.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>72</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1994</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>2996</sb:first-page></sb:pages></sb:host><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. D</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>50</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1994</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>3874</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0040"><ce:label>[4]</ce:label><sb:reference id="bib48616D6265723935s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>H.W.</ce:given-name><ce:surname>Hamber</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>S.</ce:given-name><ce:surname>Liu</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Lett. B</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>357</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1995</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>51</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0050"><ce:label>[5]</ce:label><sb:reference id="bib4B687269706C6F766963683032s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>I.B.</ce:given-name><ce:surname>Khriplovich</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>G.G.</ce:given-name><ce:surname>Kirilin</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>J. Exp. Theor. Phys.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>95</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2002</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>981</sb:first-page></sb:pages></sb:host><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Zh. Eksp. Teor. Fiz.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>95</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2002</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>1139</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0060"><ce:label>[6]</ce:label><sb:reference id="bib426A657272756D3033s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>N.E.J.</ce:given-name><ce:surname>Bjerrum-Bohr</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>J.F.</ce:given-name><ce:surname>Donoghue</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>B.R.</ce:given-name><ce:surname>Holstein</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. D</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>67</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2003</sb:date></sb:issue><sb:article-number>084033</sb:article-number></sb:host><sb:comment>Erratum</sb:comment><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:volume-nr>71</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2005</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>069903</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0070"><ce:label>[7]</ce:label><sb:reference id="bib466F72643135s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>L.H.</ce:given-name><ce:surname>Ford</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>M.P.</ce:given-name><ce:surname>Hertzberg</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>J.</ce:given-name><ce:surname>Karouby</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. Lett.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>116</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2016</sb:date></sb:issue><sb:article-number>151301</sb:article-number></sb:host><sb:host><sb:e-host><ce:inter-ref xlink:role="http://www.elsevier.com/xml/linking-roles/preprint" xlink:href="arxiv:1512.07632" id="inf0010">arXiv:1512.07632 [hep-th]</ce:inter-ref></sb:e-host></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0080"><ce:label>[8]</ce:label><sb:reference id="bib636173696D6972s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>H.B.G.</ce:given-name><ce:surname>Casimir</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Proc. K. Ned. Akad. Wet.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>51</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1948</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>793</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0090"><ce:label>[9]</ce:label><sb:reference id="bib6370s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>H.B.G.</ce:given-name><ce:surname>Casimir</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>D.</ce:given-name><ce:surname>Polder</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>73</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1948</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>360</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0100"><ce:label>[10]</ce:label><sb:reference id="bib636173696D697232s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>G.L.</ce:given-name><ce:surname>Klimchitskaya</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>U.</ce:given-name><ce:surname>Mohideen</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>V.M.</ce:given-name><ce:surname>Mostepanenko</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Rev. Mod. Phys.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>81</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2009</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>1827</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0110"><ce:label>[11]</ce:label><sb:reference id="bib426F726461673039s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>M.</ce:given-name><ce:surname>Bordag</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>G.L.</ce:given-name><ce:surname>Klimchitskaya</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>U.</ce:given-name><ce:surname>Mohideen</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>V.M.</ce:given-name><ce:surname>Mostepanenko</ce:surname></sb:author></sb:authors><sb:title><sb:maintitle>Advances in the Casimir Effect</sb:maintitle></sb:title></sb:contribution><sb:host><sb:book><sb:date>2009</sb:date><sb:publisher><sb:name>Oxford University Press</sb:name><sb:location>Oxford</sb:location></sb:publisher></sb:book></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0350"><ce:label>[12]</ce:label><sb:reference id="bib486F6C737465696Es1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>B.R.</ce:given-name><ce:surname>Holstein</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>J. Phys. G: Nucl. Part. Phys.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>44</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2017</sb:date></sb:issue><sb:article-number>01LT01</sb:article-number></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0360"><ce:label>[13]</ce:label><sb:reference id="bib57753136s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>P.</ce:given-name><ce:surname>Wu</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>J.</ce:given-name><ce:surname>Hu</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>H.</ce:given-name><ce:surname>Yu</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Lett. B</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>763</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2016</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>40</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0120"><ce:label>[14]</ce:label><sb:reference id="bib6D7477s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>C.W.</ce:given-name><ce:surname>Misner</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>K.S.</ce:given-name><ce:surname>Thorne</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>J.A.</ce:given-name><ce:surname>Wheeler</ce:surname></sb:author></sb:authors><sb:title><sb:maintitle>Gravitation</sb:maintitle></sb:title></sb:contribution><sb:host><sb:book><sb:date>1973</sb:date><sb:publisher><sb:name>W. H. Freeman and Company</sb:name><sb:location>San Francisco</sb:location></sb:publisher></sb:book></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0130"><ce:label>[15]</ce:label><sb:reference id="bib43616D7062656C6C3736s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>W.B.</ce:given-name><ce:surname>Campbell</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>T.A.</ce:given-name><ce:surname>Morgan</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Am. J. Phys.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>44</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1976</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>356</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0140"><ce:label>[16]</ce:label><sb:reference id="bib6D617474653533s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>A.</ce:given-name><ce:surname>Matte</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Can. J. Math.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>5</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1953</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>1</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0150"><ce:label>[17]</ce:label><sb:reference id="bib63616D7062656C6C3731s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>W.</ce:given-name><ce:surname>Campbell</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>T.</ce:given-name><ce:surname>Morgan</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Physica (Amsterdam)</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>53</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1971</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>264</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0160"><ce:label>[18]</ce:label><sb:reference id="bib737A656B657265733731s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>P.</ce:given-name><ce:surname>Szekeres</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Ann. Phys. (N. Y.)</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>64</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1971</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>599</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0170"><ce:label>[19]</ce:label><sb:reference id="bib6D61617274656E733938s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>R.</ce:given-name><ce:surname>Maartens</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>B.A.</ce:given-name><ce:surname>Bassett</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Class. Quantum Gravity</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>15</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1998</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>705</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0180"><ce:label>[20]</ce:label><sb:reference id="bib527567676965726F3032s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>M.L.</ce:given-name><ce:surname>Ruggiero</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>A.</ce:given-name><ce:surname>Tartaglia</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Nuovo Cimento B</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>117</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2002</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>743</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0190"><ce:label>[21]</ce:label><sb:reference id="bib72616D6F733130s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>J.</ce:given-name><ce:surname>Ramos</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>M.</ce:given-name><ce:surname>de Montigny</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>F.</ce:given-name><ce:surname>Khanna</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Gen. Relativ. Gravit.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>42</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2010</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>2403</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0200"><ce:label>[22]</ce:label><sb:reference id="bib4B6F7373616B6F77736B69s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>V.</ce:given-name><ce:surname>Gorini</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>A.</ce:given-name><ce:surname>Kossakowski</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>E.C.G.</ce:given-name><ce:surname>Surdarshan</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>J. Math. Phys.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>17</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1976</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>821</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0210"><ce:label>[23]</ce:label><sb:reference id="bib4C696E64626C6164s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>G.</ce:given-name><ce:surname>Lindblad</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Commun. Math. Phys.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>48</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1976</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>119</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0220"><ce:label>[24]</ce:label><sb:reference id="bib6F70656Es1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>H.-P.</ce:given-name><ce:surname>Breuer</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>F.</ce:given-name><ce:surname>Petruccione</ce:surname></sb:author></sb:authors><sb:title><sb:maintitle>The Theory of Open Quantum Systems</sb:maintitle></sb:title></sb:contribution><sb:host><sb:book><sb:date>2002</sb:date><sb:publisher><sb:name>Oxford University Press</sb:name><sb:location>Oxford</sb:location></sb:publisher></sb:book></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0230"><ce:label>[25]</ce:label><sb:reference id="bib496E67726168616D3937s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>R.</ce:given-name><ce:surname>Ingraham</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Gen. Relativ. Gravit.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>29</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1997</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>117</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0240"><ce:label>[26]</ce:label><sb:reference id="bib6C69676874636F6E65s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>H.</ce:given-name><ce:surname>Yu</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>L.H.</ce:given-name><ce:surname>Ford</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. D</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>60</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1999</sb:date></sb:issue><sb:article-number>084023</sb:article-number></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0250"><ce:label>[27]</ce:label><sb:reference id="bib424543s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>F.</ce:given-name><ce:surname>Dalfovo</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>S.</ce:given-name><ce:surname>Giorgini</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>L.P.</ce:given-name><ce:surname>Pitaevskii</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>S.</ce:given-name><ce:surname>Stringari</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Rev. Mod. Phys.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>71</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1999</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>463</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0260"><ce:label>[28]</ce:label><sb:reference id="bib616E74657A7A613034s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>M.</ce:given-name><ce:surname>Antezza</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>L.P.</ce:given-name><ce:surname>Pitaevskii</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>S.</ce:given-name><ce:surname>Stringari</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. A</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>70</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2004</sb:date></sb:issue><sb:article-number>053619</sb:article-number></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0270"><ce:label>[29]</ce:label><sb:reference id="bib4861726265723035s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>D.M.</ce:given-name><ce:surname>Harber</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>J.M.</ce:given-name><ce:surname>Obrecht</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>J.M.</ce:given-name><ce:surname>McGuirk</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>E.A.</ce:given-name><ce:surname>Cornell</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. A</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>72</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2005</sb:date></sb:issue><sb:article-number>033610</sb:article-number></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0280"><ce:label>[30]</ce:label><sb:reference id="bib536D6F6C696Es1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>L.</ce:given-name><ce:surname>Smolin</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Gen. Relativ. Gravit.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>17</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1985</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>417</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0290"><ce:label>[31]</ce:label><sb:reference id="bib5072657373s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>W.H.</ce:given-name><ce:surname>Press</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Gen. Relativ. Gravit.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>11</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1979</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>105</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0300"><ce:label>[32]</ce:label><sb:reference id="bib426C75646D616E31s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>S.A.</ce:given-name><ce:surname>Bludman</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>M.A.</ce:given-name><ce:surname>Ruderman</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>170</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1968</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>1176</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0310"><ce:label>[33]</ce:label><sb:reference id="bib426C75646D616E32s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>M.</ce:given-name><ce:surname>Ruderman</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>172</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1968</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>1286</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0320"><ce:label>[34]</ce:label><sb:reference id="bib426C75646D616E33s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>S.A.</ce:given-name><ce:surname>Bludman</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>M.A.</ce:given-name><ce:surname>Ruderman</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. D</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>1</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>1970</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>3243</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0330"><ce:label>[35]</ce:label><sb:reference id="bib4B6965666572s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>C.</ce:given-name><ce:surname>Kiefer</ce:surname></sb:author><sb:author><ce:given-name>C.</ce:given-name><ce:surname>Weber</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Ann. Phys. (Leipz.)</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>14</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2005</sb:date></sb:issue><sb:pages><sb:first-page>253</sb:first-page></sb:pages></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference><ce:bib-reference id="br0340"><ce:label>[36]</ce:label><sb:reference id="bib6763s1"><sb:contribution><sb:authors><sb:author><ce:given-name>J.Q.</ce:given-name><ce:surname>Quach</ce:surname></sb:author></sb:authors></sb:contribution><sb:host><sb:issue><sb:series><sb:title><sb:maintitle>Phys. Rev. Lett.</sb:maintitle></sb:title><sb:volume-nr>114</sb:volume-nr></sb:series><sb:date>2015</sb:date></sb:issue><sb:article-number>081104</sb:article-number></sb:host></sb:reference></ce:bib-reference></ce:bibliography-sec></ce:bibliography></tail></article>