Ефектът на Казимир: стъпка към космическото пътуване. Безплатна енергия на Казимир. Ефекти на забавяне във вакуум на Казимир

ЕФЕКТ НА КАЗИМИР, общото наименование за широк спектър от явления, причинени от колебания на вакуумното състояние на полето (по-специално електромагнитно) при наличие на граници или промени в геометрията (топологията) на пространството. Диапазонът от области на физиката, в които се проявява ефектът на Казимир, е много широк - от статистическата физика до физиката на елементарните частици и космологията.

Влиянието на квантовите флуктуации на електромагнитното поле върху взаимодействието на електрически неутрални макроскопични тела е предсказано за първи път от холандския теоретичен физик Х. Казимир (1948 г.). Той изчисли, че поради квантови флуктуации на полето в основното (вакуумно) състояние, две плоскопаралелни, идеално проводящи незаредени плочи, разделени във вакуум от междина с ширина L, при абсолютна нулева температура трябва да бъдат привлечени със сила F на единица площ:

F = - 0.0065hc/L 4 , (*)

където h е константата на Планк, c е скоростта на светлината във вакуум. По-обща формула за силата на привличане между два диелектрични слоя, като се вземе предвид зависимостта на диелектричната константа от честотата на полето, е получена от Е. М. Лифшиц през 1954 г. Силата на Казимир F е много малка за разстояния, надвишаващи няколко микрометра, но с намаляването на разстоянието тя нараства бързо и за L = 0,01 μm (около сто атомни размера), ефективното отрицателно налягане F достига почти 1,3 10 6 Pa (13 атмосфери). Следователно, отчитането на силите на Казимир е важно при проектирането на различни електромеханични устройства с микро- и наноразмер. Понякога силите на Казимир се разглеждат като проявление на притегателните сили на Ван дер Ваалс на „големи“ (в атомен мащаб) разстояния, когато забавянето на електромагнитното взаимодействие не може да бъде пренебрегнато.

Първите експерименти за проверка на формулите на Казимир и Лифшиц, извършени през 50-те години на миналия век, качествено потвърдиха наличието на сила на привличане между плоски и сферични повърхности на кварц (И. И. Абрикосов, Б. В. Дерягин) и между метални плоски плочи (М. Спарнай, Холандия). Възможно е значително да се подобри точността и надеждността на измерванията на малки сили (до 10-12 N) и разстояния (в диапазона 0,1-6 μm) едва в края на 90-те години благодарение на появата на нови инструменти и технологии, като атомно-силовия микроскоп и микроелектромеханичните системи. Най-добрата постигната точност е около 1%. Беше получено задоволително съгласие между теорията и експеримента, въпреки че някои подробности (например зависимостта на силите от температурата на разстояния, надвишаващи няколко микрона) изискват изясняване. Действителната сила на взаимодействие зависи значително от материала и свойствата на повърхностите, така че дори при добри проводници (злато, мед) нейната стойност може да се различава от стойността, изчислена по формулата (*) с десетки проценти.

През 1959 г. И. Е. Дзялошински, Е. М. Лифшиц и Л. П. Питаевски прогнозират възможността за поява на отблъскваща сила в слоести структури с различни диелектрични константи. Впоследствие бяха открити много други модели и геометрични конфигурации, които позволяват такава сила, например с комбинация от идеален проводник и магнит или различни структури от метаматериали (изкуствени среди с отрицателен индекс на пречупване). Все още обаче няма експериментално потвърждение на теоретичните резултати, въпреки че този въпрос е актуален във връзка с разработването на микро- и наноелектромеханични устройства.

Ефектът на Казимир играе важна роля в космологията поради факта, че в рамките на квантовата теория на полето при нулева температура възниква ненулева плътност на вакуумната енергия. Това е от голямо значение за решаването на проблема с космологичната константа и е свързано с инфлационния модел на Вселената. Ефектът на Казимир е много важен в адронната физика: при изчисляването на техните свойства трябва да се вземе предвид енергията на Казимир на кварковите и глуонните полета. Ефектът на Казимир се взема предвид в суперсиметричните теории на полето и моделите на теорията от типа на Калуца-Клайн, когато се анализират механизмите на спонтанна компактификация на допълнителни пространствени измерения.

Ако повърхностите, ограничаващи полето, се движат или техните свойства зависят от времето, тогава говорим за нестационарен (или динамичен) ефект на Казимир, чието ярко проявление може да бъде раждането на фотони от вакуум поради движението на границите на електрически неутрални макроскопични тела. Този ефект все още не е открит, тъй като предвиденият брой генерирани фотони е пропорционален на квадрата на съотношението на характерната скорост на движение към скоростта на светлината, тоест много малък. Въпреки това, този брой може да бъде увеличен с много порядъци благодарение на квантовата интерференция, ако границата се накара да трепти с достатъчна амплитуда и период, близък до половината от периода на трептене на избрания режим на електромагнитно поле, като се използва ефектът на параметричния резонанс. Такъв експеримент е реалистичен за честоти от порядъка на няколко гигахерца.

Лит.: Баръш Ю. С. Ван дер Ваалсови сили. М., 1988; Мостепаненко В. М., Трунов Н. Н. Ефектът на Казимир и неговите приложения. М., 1990; Bordag M., Mohideen U., Mostepanenko V. M. Нови разработки в ефекта на Казимир // Physics Reports. 2001. том. 353. № 1-3.

Ефект на Казимир.

През 1999 г. някои от моите приятели се занимаваха с производството на метални прахове с нанометрови размери. Защо това е необходимо от търговска гледна точка тук не е важно. Използвани са различни технологии, една от които е кондензацията на метални пари при различни условия. След това този прах беше транспортиран до друг реактор за използване. Както разбирате, материалът е много необичаен по отношение на свойствата. Момчетата бяха предимно материалисти и химици по образование. И така те се натъкнаха на факта, че потокът от този прах не се случи, както би трябвало да се случи от гледна точка на класическата физика. Видът на потока силно зависи от проводимостта на праха, въпреки че всички те са проводници, които лесно обменят заряди при контакт. Започнаха да „берат“, от тяхна гледна точка ефектът беше непонятен. Те започнаха да „освиркват“ всичките си приятели и дойде мой ред. Аз също не можах да разбера на какъв ефект пречи това, но по „веригата“ ги предадох на физиците.

Ковчегът се отвори просто - ефектът на Казимир. Няма да пренаписвам обяснението на този ефект, дадено в Уикипедия. Просто ще го доведа.

Http://ru.wikipedia.org/wiki/Casimir_Effect

„Ефектът на Казимир е ефект, състоящ се във взаимното привличане на проводящи незаредени тела под въздействието на квантови флуктуации във вакуум. Най-често става дума за две успоредни незаредени огледални повърхности, поставени на близко разстояние, но ефектът на Казимир съществува и при по-сложни геометрии. Причината за ефекта на Казимир са енергийните флуктуации във физическия вакуум поради постоянното раждане и изчезване на виртуални частици в него. Ефектът е предсказан от холандския физик Хендрик Казимир (1909-2000) през 1948 г. и по-късно потвърден експериментално.

Същността на ефекта

Според квантовата теория на полето физическият вакуум не е абсолютна празнота. В него непрекъснато се раждат и изчезват двойки виртуални частици и античастици - възникват постоянни осцилации (флуктуации) на свързаните с тези частици полета. По-специално, възникват трептения в електромагнитното поле, свързано с фотоните. Във вакуум се раждат и изчезват виртуални фотони, съответстващи на всички дължини на вълните на електромагнитния спектър. Но в пространството между близко разположени огледални повърхности ситуацията се променя. При определени резонансни дължини (цяло или полуцяло число пъти между повърхностите) електромагнитните вълни се усилват. При всички други дължини, които са по-големи, напротив, те се потискат (т.е. потиска се раждането на съответните виртуални фотони). В резултат налягането на виртуалните фотони отвътре върху двете повърхности се оказва по-малко от налягането върху тях отвън, където раждането на фотони не е ограничено по никакъв начин. Колкото по-близо са повърхностите една до друга, толкова по-малко дължини на вълните между тях са в резонанс и толкова повече се потискат. В резултат на това силата на привличане между повърхностите се увеличава.

Явлението образно може да се опише като „отрицателно налягане“, когато вакуумът е лишен не само от обикновени, но и от някои виртуални частици, т.е. „всичко е изпомпано и малко повече“.

В случай на по-сложна геометрия (например взаимодействие на сфера и равнина или взаимодействие на по-сложни обекти), числената стойност и знакът на коефициента се променят, така че силата на Казимир може да бъде както сила на привличане, така и отблъскваща сила."

Край на цитата.

Този случай е забележителен с това, че поведението на една привидно чисто механична система - метален прах - се оказа свързано с квантови ефекти и едно от техните най-малко разбрани последствия, както ми се струва, за мнозина - виртуалните частици.

През последните няколко години учените се опитват да докажат, че хората изобщо не се нуждаят от зависимост от изкопаеми горива.

Те твърдят, че продължаваме да се борим за източници на енергия, да унищожаваме околната среда и да вредим на Майката Земя. Ние продължаваме да използваме същите стари методи, които генерират трилиони долари за тези на върха на енергийната индустрия. Корпоративните медии продължават да прокарват идеята, че сме в енергийна криза, че наближаваме сериозен проблем поради липса на ресурси.

Енергийна концепция за нулева точка

Някои учени твърдят, че същата група акционери, които притежават енергийната индустрия, притежават и корпоративни медии. Това изглежда е още една тактика на страх и още едно извинение за неизползване на безплатна енергия. Например, използва се на практика.

Как може да има недостиг на ресурси, когато имаме системи, които могат да осигурят ресурси без външни заеми? Това означава, че тези системи могат да работят за неопределено време и да осигуряват ресурси за цялата планета, без да изгарят изкопаеми горива. Това ще премахне повечето от „сметките“, които хората плащат, за да живеят, и ще намали вредното въздействие, което оказваме върху земята и околната среда.

Дори и да не вярвате в концепцията за безплатна енергия (известна също като енергия от нулева точка), ние имаме няколко чисти източника, които правят цялата енергия остаряла.

Тази статия ще се съсредоточи основно върху концепцията за безплатна енергия, която е доказана от изследователи по целия свят, които са провели експерименти и са публикували работата си.

Въпреки това, ако новите енергийни технологии бяха безплатни в целия свят, промените щяха да бъдат дълбоки. Ще засегне всички, ще важи навсякъде. Тези технологии са абсолютно най-важното нещо, което се е случвало в историята на света.

Силата на енергията на Казимир

Ефектът на Казимир е доказателство за пример за свободна енергия, който не може да бъде опроверган.

Енергията е предсказана от немския теоретичен физик Хайнрих Казимир през 1948 г., но не е получена експериментално поради липсата на технология по това време.

Ефектът на Казимир илюстрира енергията на нулевата точка или вакуумното състояние, което предсказва, че две метални плочи близо една до друга ще се привличат една друга поради дисбаланс в квантовите флуктуации.

Последствията от това са широкообхватни и за тях е писано подробно в теоретичната физика от изследователи по целия свят. Днес започваме да виждаме, че тези концепции са не само теоретични, но и практически.

Вакуумите обикновено се считат за кухини, но Хендрик Казимир вярваше, че те не съдържат трептения на електромагнитни вълни. Той теоретизира, че две метални плочи, държани във вакуум, могат да абсорбират вълни, създавайки вакуумна енергия, която може да привлича или отблъсква плочите.

Ако поставите две плочи във вакуум, те се привличат една друга и тази сила се нарича ефект на Казимир като енергия на вакуума (колебания на нулева точка). Последните проучвания, проведени в Харвардския университет и Амстердамския университет, както и на други места, потвърдиха правилността на ефекта на Казимир.

Силата на Казимир обаче е много слаба и се открива, ако телата са разделени на няколко микрона и се увеличава рязко, ако телата се приближат на разстояние по-малко от микрон.

На разстояние от 10 nm (стотици от размера на типичен атом) силата на Казимир е сравнима с атмосферното налягане.

И по-късно потвърдено експериментално.

Същността на ефекта

Аналогия

Феномен, подобен на ефекта на Казимир, е наблюдаван още през 18 век от френски моряци. Когато два кораба, клатещи се от едната страна на другата в условия на силно море, но слаб вятър, бяха на по-малко от приблизително 40 метра един от друг, тогава в резултат на намеса на вълните в пространството между корабите, вълнението спря. Спокойното море между корабите създаваше по-малко налягане от бурното море от външните страни на корабите. В резултат на това се появи сила, която имаше тенденция да избута корабите настрани. Като контрамярка наръчниците по ветроходство от началото на 1800 г. препоръчват и двата кораба да изпратят спасителна лодка с 10 до 20 моряци, които да разделят корабите.

Съвременни изследвания на ефекта на Казимир

  • Ефект на Казимир за диелектрици
  • Ефект на Казимир при ненулева температура
  • връзка между ефекта на Казимир и други ефекти или клонове на физиката (връзка с геометричната оптика, декохерентност, физика на полимерите)
  • динамичен ефект на Казимир
  • като се вземе предвид ефектът на Казимир при разработването на високочувствителни MEMS устройства.

Ефектът на Казимир в литературата

Ефектът на Казимир е описан доста подробно в научнофантастичната книга на Артър С. Кларк „ Светлина от други дни“, където се използва за създаване на две сдвоени червееви дупки в пространство-времето и предаване на информация през тях.

Напишете отзив за статията "Ефектът на Казимир"

Литература

  • Мостепаненко В. М., Трунов Н. Н.. UFN, 1988, том 156, бр. 3, стр. 385-426.
  • Гриб А. А., Мамаев С. Г., Мостепаненко В. М.. Вакуумни квантови ефекти в силни полета. - М.: Енергоатомиздат, 1988.

Бележки

Връзки

Откъс, характеризиращ ефекта на Казимир

- Не.
– Виждали ли сте прочутия танцьор Дюпорт? Е, няма да разбереш. Това съм аз. „Наташа взе полата си, закръгли ръце, докато танцуват, изтича няколко стъпки, обърна се, направи антреше, ритна крак в крака и, застанала на самите върхове на чорапите си, направи няколко крачки.
- Стоя ли? в крайна сметка тя каза; но не можа да се удържи на пръсти. - Значи това съм аз! Никога няма да се омъжа за никого, но ще стана танцьорка. Но не казвайте на никого.
Ростов се засмя толкова шумно и весело, че Денисов от стаята му завидя, а Наташа не можа да устои да се смее с него. - Не, добре е, нали? – продължаваше да повтаря тя.
- Добре, не искаш ли вече да се омъжиш за Борис?
Наташа се изчерви. - Не искам да се женя за никого. Ще му кажа същото, когато го видя.
- Така е! - каза Ростов.
„Е, да, всичко е нищо“, продължи да бърбори Наташа. - Защо Денисов е добър? - тя попита.
- Добре.
- Е, довиждане, обличай се. Страшен ли е, Денисов?
- Защо е страшно? – попита Николас. - Не. Васка е хубава.
- Наричаш го Васка - странно. И че той е много добър?
- Много добре.
- Ами ела бързо да пийнем чай. Заедно.
А Наташа се изправи на пръсти и излезе от стаята, както правят танцьорите, но усмихната така, както се усмихват само щастливите 15-годишни момичета. След като срещна Соня в хола, Ростов се изчерви. Не знаеше как да се справи с нея. Вчера те се целунаха в първата минута на радостта от срещата си, но днес усетиха, че е невъзможно да направят това; чувстваше, че всички, майка му и сестрите му, го гледат въпросително и очакват от него как ще се държи с нея. Той й целуна ръка и я нарече ти - Соня. Но очите им, като се срещнаха, си казаха „ти“ и се целунаха нежно. С погледа си тя го помоли за прошка за това, че в посолството на Наташа се осмели да му напомни за обещанието му и му благодари за любовта. С поглед той й благодари за свободата и каза, че по един или друг начин никога няма да спре да я обича, защото е невъзможно да не я обичаш.
„Колко странно е“, каза Вера, като избра общ момент на мълчание, „че Соня и Николенка сега се срещнаха като непознати.“ – Забележката на Вера беше справедлива, както и всичките й коментари; но както повечето от нейните забележки, всички се почувстваха неловко и не само Соня, Николай и Наташа, но и старата графиня, която се страхуваше от любовта на този син към Соня, която можеше да го лиши от блестящо парти, също се изчерви като момиче . Денисов, за изненада на Ростов, в нова униформа, напомадена и парфюмирана, се появи в хола също толкова моден, колкото беше в битка, и толкова любезен с дами и господа, колкото Ростов никога не беше очаквал да го види.

Връщайки се в Москва от армията, Николай Ростов е приет от семейството си като най-добрия син, герой и любим Николушка; роднини - като мил, приятен и уважаван млад мъж; познати - като красив хусарски лейтенант, сръчна танцьорка и един от най-добрите младоженци в Москва.
Ростови познаваха цяла Москва; тази година старият граф имаше достатъчно пари, защото всичките му имоти бяха презаложени, и затова Николушка, след като се сдоби със собствен пач и най-модерните гамаши, специални, каквито никой друг в Москва нямаше, и ботуши, най-модерните, с най-острите чорапи и малките сребърни шпори, се забавляваха много. Ростов, завръщайки се у дома, изпита приятно усещане след известен период от време, опитвайки се да се приспособи към старите условия на живот. Струваше му се, че е узрял и много пораснал. Отчаяние от неиздържан изпит по Божия закон, вземане на пари от Гаврила за таксиметров шофьор, тайни целувки със Соня, всичко това той си спомняше като детинщина, от която сега беше неизмеримо далеч. Сега той е хусарски лейтенант в сребърен ментик, с войнишки Георги, готви своя тръс за бягане, заедно с известни ловци, възрастни, почтени. Познава една дама на булеварда, която отива да види вечерта. Той дирижира мазурка на бала на Архарови, говори за войната с фелдмаршал Каменски, посети английски клуб и беше в приятелски отношения с четиридесетгодишен полковник, с когото го запозна Денисов.
Страстта му към суверена отслабна донякъде в Москва, тъй като през това време той не го видя. Но той често говореше за суверена, за любовта си към него, давайки да се почувства, че още не казва всичко, че в чувствата му към суверена има нещо друго, което не може да бъде разбрано от всички; и с цялото си сърце споделяше общото чувство на преклонение в Москва по това време към император Александър Павлович, който в Москва по това време беше наречен името на ангел в плътта.
По време на този кратък престой на Ростов в Москва, преди да замине за армията, той не се сближи, а напротив, скъса със Соня. Тя беше много красива, сладка и очевидно страстно влюбена в него; но той беше в онова време на младост, когато изглежда, че има толкова много неща за вършене, че няма време да се направи, а младият мъж се страхува да се включи - той цени свободата си, от която се нуждае за много други неща. Когато си помисли за Соня по време на този нов престой в Москва, той си каза: Ех! ще има много повече, много повече от тези, някъде, все още непознати за мен. Все още ще имам време да правя любов, когато поискам, но сега няма време. Освен това му се стори, че има нещо унизително за неговата смелост в женското общество. Ходеше на балове и женски клубове, преструвайки се, че го прави против волята си. Бягане, английски клуб, разходка с Денисов, пътуване до там - това беше друга работа: подобаваше на добър хусар.
В началото на март старият граф Иля Андреич Ростов беше зает с уреждането на вечеря в английски клуб, за да приеме княз Багратион.
Графът в пеньоар се разхождаше из залата, давайки нареждания на икономката на клуба и на известния Теоктист, старши готвач на английския клуб, за аспержи, пресни краставици, ягоди, телешко и риба за вечерята на княз Багратион. Графът, от деня на основаването на клуба, беше негов член и началник. Той беше поверен от клуба да организира празненството за Багратион, защото рядко някой знаеше как да организира празник по такъв грандиозен начин, гостоприемно, особено защото рядко някой знаеше как и искаше да даде парите си, ако трябваше да организират празникът. Готвачката и икономката на клуба слушаха заповедите на графа с весели лица, защото знаеха, че при никой друг не биха могли да спечелят по-добре от вечеря, струваща няколко хиляди.
- Така че виж, сложи миди, миди в тортата, да знаеш! - Значи има три студени?... - попита готвачът. Графът се замисли. „Не по-малко, три... пъти майонеза“, каза той, свивайки пръст...
- Е, ще ни заповядате ли да вземем големи стерлети? - попита икономката. - Какво да правим, вземете го, ако не се поддават. Да, баща ми, забравих. В крайна сметка имаме нужда от друго предястие за масата. Ах, моите бащи! “ Той се хвана за главата. - Кой ще ми носи цветя?
- Митинка! И Митинка! „Яздете, Митинка, в Московска област“, ​​обърна се той към управителя, който дойде при повикването му, „скочете в Московска област и сега кажете на Максимка да облече корвията за градинаря. Кажете им да довлекат всички оранжерии тук и да ги увият във филц. Да, така че да имам двеста гърнета тук до петък.
След като даде все повече и повече различни заповеди, той излезе да си почине с графинята, но си спомни още нещо, което му трябваше, върна се сам, върна готвачката и икономката и отново започна да дава заповеди. Лека, мъжка походка и дрънчене на шпори се чуха на вратата и красив, румен, с черни мустаци, очевидно отпочинал и добре поддържан от спокойния си живот в Москва, влезе при младия граф.
- О, брат ми! „Главата ми се върти“, каза старецът, сякаш засрамен, усмихвайки се пред сина си. - Поне можеше да помогнеш! Имаме нужда от повече автори на песни. Имам музика, ама циганите да каня ли? Вашите военни братя харесват това.
„Наистина, тате, мисля, че принц Багратион, когато се подготвяше за битката при Шенграбен, се притесняваше по-малко, отколкото ти сега“, каза синът, усмихвайки се.
Старият граф се престори на ядосан. - Да, тълкувате го, опитвате го!
И графът се обърна към готвача, който с интелигентно и почтено лице гледаше наблюдателно и нежно баща и син.
- Какви са младите, а, Феоктист? - каза той, - старите хора се смеят на нашия брат.
„Е, ваше превъзходителство, те просто искат да се хранят добре, но как да сглобят и сервират всичко не е тяхна работа.“
- Е, добре - извика графът и весело хвана сина си за двете ръце, извика: - И така, разбрах те! Сега вземете чифта шейни и отидете при Безухов и кажете, че графът, казват, Иля Андреич е изпратил да ви поиска пресни ягоди и ананаси. Няма да го получите от никой друг. Няма го, значи влизаш, казваш на принцесите и оттам, ето какво, иди в Разгуляй - Ипатка кочияша знае - намери там циганина Илюшка, с него танцуваше граф Орлов, помниш ли, в бял казак, и го върнете тук при мен.
- И да го доведе тук с циганите? – попита Николай през смях. - О, добре!…
В това време с тихи стъпки, с делови, загрижен и същевременно християнски кротък поглед, който никога не я напускаше, в стаята влезе Анна Михайловна. Въпреки факта, че всеки ден Анна Михайловна намираше графа в пеньоар, всеки път той се смущаваше пред нея и молеше да се извини за костюма си.
— Нищо, графе, скъпи — каза тя и кротко затвори очи. „А аз ще отида в Безухой“, каза тя. — Пиер пристигна и сега ще вземем всичко, графе, от оранжериите му. Трябваше да го видя. Изпрати ми писмо от Борис. Слава Богу, Боря вече е в щаба.

Сила на Казимир Термин сила на Казимир Термин на английски Сили на Казимир Синоними Ефект на Казимир Съкращения Свързани термини Определение: сила, причинена от наличието на гранични условия за вторично квантуване на нулеви трептения на електромагнитното поле във вакуум. В частния случай на две незаредени проводящи успоредни плочи е силата на привличане между тях.
Описание

По макроскопични стандарти силата на Казимир е незначителна. Въпреки това, за обекти с размери няколко нанометра и съответно изключително ниска маса, силата на Казимир става много забележима и трябва да се вземе предвид при проектирането на наноелектромеханични устройства (NEMS).

Първоначалните изчисления, извършени от холандски учени Хендрик Казимир и Дирк Полдер през 1948 г. ( ), предполагат наличието на две незаредени идеално проводими метални плочи, разположени на разстояние аедин от друг. В този случай сила Е, на единица площ А, може да се изчисли като:

Наличието на константа на Планк ( ? = 1,05*10 -34 J*s) в числителя на тази дроб и определя нейната изключителна малкост.

За да обясним физическия смисъл на тази сила, трябва да помним, че в съответствие с постулатите на квантовата механика стабилните стойности на енергията на частиците се определят от стационарното уравнение на Шрьодингер:

Ако частицата е в произволно потенциално поле и е способна на свободни вибрации (осцилации) и потенциалът на възстановяващата сила е описан от степенна функция с четен показател (т.е. парабола), решаването на уравнението дава следните собствени стойности на енергия д:

Където ? е собствената честота на осцилатора, и ?? - квант, равен на разликата между енергиите на нивата и броя на квантите нИ n-1. Този израз се нарича решение на уравнението на Шрьодингер за хармоничен осцилатор. От това решение става ясно, че дори ако броят на енергийните кванти в осцилатора н=0, енергията на хармоничния осцилатор не е нула, а ??/2 . Размер ??/2 Наречен нулеви трептенияхармоничен осцилатор.

Ако разширим тази логика към кванти на електромагнитно излъчване - фотони (и използваме подхода вторично квантуване, който използва операторите за създаване и унищожаване на фотони), тогава с известно приближение възникването на силата на Казимир може да се обясни по следния начин: в отсъствието на каквито и да е обекти, цялото пространство на физическия вакуум е изпълнено с безкраен брой хармоници на нулеви трептения на електромагнитното поле (дори при липса на фотони, както е показано по-горе, енергията на вакуума няма да бъде нула) със съответно безкраен набор от дължини на вълните.

Наличието на две проводящи пластини ограничава пространството по такъв начин, че на тяхната повърхност напречната компонента на електрическото поле и нормалната компонента на магнитното поле стават равни на нула. Тоест стояща вълна с дължина на вълната от 2а/ k, където к- хармонично число (1, 2, 3 и т.н.). В същото време извън плочите пространството на физическия вакуум остава ненарушено и именно той оказва натиск върху плочите, опитвайки се да ги доближи една до друга.

Първите експерименти за откриване на силата на Казимир бяха проведени още през 1958 г. (), но тяхната точност беше много ниска. По-точно, силата на Казимир е измерена от Стив Ламоро през 1997 г. ().

  • Лури Сергей Леонидович, д-р.
Връзки
  1. Casimir H. B. G. и Polder D. Влиянието на забавянето върху силите на Лондон-ван дер Ваалс//Physical Review - 1948. vol. 73 (4). - стр. 360–372
  2. Спарнай М. Дж. Измерване на силите на привличане между плоски плочи // Physica - 1958. vol. 24 (6-10) - стр. 751 - 764
  3. Lamoreaux S. K. Демонстрация на силата на Казимир в диапазона от 0,6 до 6 µm//Phys. Rev. Lett. - 1997. кн. 78 (1) - стр. 5–8
Илюстрации Етикети Секции

Енциклопедичен речник на нанотехнологиите. - Руснано. 2010 .

Вижте какво е "силата на Казимир" в други речници:

    Ефектът на Казимир е ефект, състоящ се във взаимното привличане на проводящи незаредени тела под въздействието на квантови флуктуации във вакуум. Най-често говорим за две успоредни незаредени огледални повърхности, поставени близо до... ... Wikipedia

    Силите на Казимир

    Съвкупността от физически явления, причинени от специфичната поляризация на вакуума на квантуваните полета поради промени в спектъра на нулевите трептения в области с граници и в пространства с нетривиална топология. Предсказано от X. Казимир през 1948 г.... Физическа енциклопедия

    Моля, актуализирайте данните. В тази статия данните са предоставени главно за 2007-2008 г.... Wikipedia

    Сили на Казимир- Сили на Казимир Сили на Казимир Силата на привличане, действаща между две успоредни идеални огледални повърхности, разположени в абсолютен вакуум. Силата на Казимир е изключително ниска. Разстоянието, на което започва да бъде колко... ... Обяснителен англо-руски речник по нанотехнологии. - М.

    Състоянието на Фок е квантово механично състояние с точно определен брой частици. Кръстен на съветския физик В. А. Фок. Съдържание 1 Свойства на състоянията на Фок 2 Енергия на състоянията ... Уикипедия

    Велик херцог на цяла Русия, понякога наричан също Велики, най-големият син на великия херцог Василий Василиевич Тъмния и съпругата му, великата княгиня Мария Ярославна, внучка на княза. Владимир Андреевич Храбър, род. 22 януари 1440 г., в деня на паметта... ... Голяма биографична енциклопедия

    В тази статия векторите са с удебелен шрифт и техните абсолютни стойности са с курсив, например, . В класическата механика векторът на Лаплас Рунге Ленц е вектор, използван главно за описване на формата и ориентацията на орбита, според ... ... Wikipedia

    В тази статия векторите и техните абсолютни стойности са показани с удебелен шрифт и курсив, напр. В класическата механика векторът на Лаплас Рунге Ленц е вектор, използван главно за описване на формата и ориентацията на орбитата, по която ... ... Wikipedia