Der Casimir-Effekt: ein Schritt in Richtung Raumfahrt. Freie Casimir-Energieverzögerungseffekte in einem Casimir-Vakuum

CASIMIR-EFFEKT, die allgemeine Bezeichnung für eine Vielzahl von Phänomenen, die durch Schwankungen des Vakuumzustands des Feldes (insbesondere elektromagnetischer Felder) bei Vorhandensein von Grenzen oder Änderungen in der Geometrie (Topologie) des Raums verursacht werden. Das Spektrum der Bereiche der Physik, in denen sich der Casimir-Effekt manifestiert, ist sehr breit – von der statistischen Physik über die Teilchenphysik bis hin zur Kosmologie.

Der Einfluss von Quantenfluktuationen des elektromagnetischen Feldes auf die Wechselwirkung elektrisch neutraler makroskopischer Körper wurde erstmals vom niederländischen theoretischen Physiker H. Casimir (1948) vorhergesagt. Er berechnete, dass aufgrund der Quantenfluktuationen des Feldes im Grundzustand (Vakuum) zwei planparallele, idealerweise leitende ungeladene Platten, die im Vakuum durch einen Spalt der Breite L getrennt sind, beim absoluten Nullpunkt mit einer Kraft angezogen werden sollten F pro Flächeneinheit:

F = - 0,0065 hc/L 4 , (*)

Dabei ist h das Plancksche Wirkungsquantum und c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Eine allgemeinere Formel für die Anziehungskraft zwischen zwei dielektrischen Schichten, die die Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von der Feldfrequenz berücksichtigt, wurde 1954 von E. M. Lifshitz ermittelt. Die Casimir-Kraft F ist für Abstände über mehrere Mikrometer sehr klein, nimmt jedoch mit abnehmendem Abstand schnell zu und für L = 0,01 μm (etwa einhundert Atomgrößen) erreicht der effektive Unterdruck F fast 1,3 · 10 6 Pa (13). Atmosphären). Daher ist die Berücksichtigung der Casimir-Kräfte bei der Entwicklung verschiedener elektromechanischer Geräte im Mikro- und Nanobereich wichtig. Manchmal werden Casimir-Kräfte als eine Manifestation der Van-der-Waals-Anziehungskräfte bei „großen“ (auf der atomaren Skala) Entfernungen betrachtet, wenn die Verzögerung der elektromagnetischen Wechselwirkung nicht vernachlässigt werden kann.

Die ersten Experimente zur Prüfung der Formeln von Casimir und Lifshitz, die in den 1950er Jahren durchgeführt wurden, bestätigten qualitativ das Vorhandensein einer Anziehungskraft zwischen flachen und sphärischen Oberflächen von Quarz (I. I. Abrikosov, B. V. Deryagin) und zwischen flachen Metallplatten (M. Sparnai, Niederlande). Erst Ende der 1990er Jahre konnte die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung kleiner Kräfte (bis zu 10–12 N) und Abstände (im Bereich von 0,1–6 μm) durch das Aufkommen neuer Instrumente und Technologien deutlich verbessert werden. wie das Rasterkraftmikroskop und mikroelektromechanische Systeme. Die bestmögliche Genauigkeit liegt bei etwa 1 %. Es wurde eine zufriedenstellende Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment erzielt, obwohl einige Details (z. B. die Abhängigkeit der Kräfte von der Temperatur bei Abständen von mehr als mehreren Mikrometern) einer Klärung bedürfen. Die tatsächliche Wechselwirkungskraft hängt maßgeblich vom Material und den Eigenschaften der Oberflächen ab, sodass ihr Wert auch bei guten Leitern (Gold, Kupfer) um mehrere zehn Prozent von dem nach der Formel (*) berechneten Wert abweichen kann.

Im Jahr 1959 sagten I. E. Dzyaloshinsky, E. M. Lifshits und L. P. Pitaevsky die Möglichkeit des Auftretens einer Abstoßungskraft in Schichtstrukturen mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten voraus. In der Folge wurden viele weitere Modelle und geometrische Konfigurationen gefunden, die eine solche Kraft ermöglichen, beispielsweise mit der Kombination eines idealen Leiters und Magneten oder verschiedenen Strukturen von Metamaterialien (künstliche Medien mit negativem Brechungsindex). Es gibt jedoch noch keine experimentelle Bestätigung der theoretischen Ergebnisse, obwohl diese Frage im Zusammenhang mit der Entwicklung mikro- und nanoelektromechanischer Geräte relevant ist.

Der Casimir-Effekt spielt in der Kosmologie eine wichtige Rolle, da im Rahmen der Quantenfeldtheorie bei einer Temperatur von Null eine Vakuumenergiedichte ungleich Null entsteht. Dies ist von großer Bedeutung für die Lösung des Problems der kosmologischen Konstante und hängt mit dem Inflationsmodell des Universums zusammen. Der Casimir-Effekt ist in der Hadronenphysik von großer Bedeutung: Bei der Berechnung ihrer Eigenschaften muss die Casimir-Energie von Quark- und Gluonenfeldern berücksichtigt werden. Der Casimir-Effekt wird in supersymmetrischen Feldtheorien und Modellen der Kaluza-Klein-Typtheorie bei der Analyse der Mechanismen der spontanen Verdichtung zusätzlicher räumlicher Dimensionen berücksichtigt.

Wenn sich die das Feld begrenzenden Oberflächen bewegen oder ihre Eigenschaften von der Zeit abhängen, dann sprechen wir von einem instationären (oder dynamischen) Casimir-Effekt, dessen auffällige Manifestation die Entstehung von Photonen aus dem Vakuum aufgrund der Bewegung der Grenzen von sein könnte elektrisch neutrale makroskopische Körper. Dieser Effekt wurde noch nicht entdeckt, da die vorhergesagte Anzahl der erzeugten Photonen proportional zum Quadrat des Verhältnisses der charakteristischen Bewegungsgeschwindigkeit zur Lichtgeschwindigkeit ist, also sehr klein. Diese Zahl kann jedoch dank Quanteninterferenz um viele Größenordnungen erhöht werden, wenn die Grenze mithilfe des Effekts der parametrischen Resonanz mit ausreichender Amplitude und einer Periode in der Nähe der Hälfte der Schwingungsperiode des ausgewählten elektromagnetischen Feldmodus zum Schwingen gebracht wird. Für Frequenzen im Bereich von mehreren Gigahertz ist ein solches Experiment realistisch.

Lit.: Barash Yu. S. Van der Waals-Streitkräfte. M., 1988; Mostepanenko V. M., Trunov N. N. Der Casimir-Effekt und seine Anwendungen. M., 1990; Bordag M., Mohideen U., Mostepanenko V. M. Neue Entwicklungen beim Casimir-Effekt // Physikberichte. 2001. Bd. 353. Nr. 1-3.

Casimir-Effekt.

Im Jahr 1999 beschäftigten sich einige meiner Freunde mit der Herstellung nanometergroßer Metallpulver. Warum dies aus kommerzieller Sicht notwendig ist, spielt hier keine Rolle. Es kamen verschiedene Technologien zum Einsatz, eine davon war die Kondensation von Metalldampf unter verschiedenen Bedingungen. Dieses Pulver wurde dann zur Verwendung in einen anderen Reaktor transportiert. Wie Sie wissen, ist das Material hinsichtlich seiner Eigenschaften sehr ungewöhnlich. Die Jungs waren überwiegend Materialwissenschaftler und Chemiker ausgebildet. Und so stießen sie auf die Tatsache, dass der Fluss dieses Pulvers nicht so erfolgte, wie er aus Sicht der klassischen Physik hätte passieren sollen. Die Art der Strömung hing stark von der Leitfähigkeit des Pulvers ab, obwohl es sich dabei allesamt um Leiter handelte, die bei Kontakt leicht Ladungen austauschten. Sie fingen an zu „pflücken“, aus ihrer Sicht war die Wirkung unverständlich. Sie fingen an, alle ihre Freunde zu „pfeifen“, und ich war an der Reihe. Auch ich konnte nicht herausfinden, welchen Effekt das störte, aber entlang der „Kette“ habe ich sie an Physiker weitergegeben.

Der Sarg öffnete sich einfach – der Casimir-Effekt. Ich werde die auf Wikipedia gegebene Erklärung dieses Effekts nicht umschreiben. Ich bringe ihn einfach mit.

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

„Der Casimir-Effekt ist ein Effekt, der in der gegenseitigen Anziehung leitender ungeladener Körper unter dem Einfluss von Quantenfluktuationen im Vakuum besteht. Am häufigsten sprechen wir von zwei parallelen, ungeladenen Spiegeloberflächen, die in geringem Abstand angeordnet sind, aber der Casimir-Effekt existiert auch in komplexeren Geometrien. Die Ursache des Casimir-Effekts sind Energieschwankungen im physikalischen Vakuum aufgrund der ständigen Entstehung und des Verschwindens virtueller Teilchen darin. Der Effekt wurde 1948 vom niederländischen Physiker Hendrik Casimir (1909-2000) vorhergesagt und später experimentell bestätigt.

Die Essenz der Wirkung

Nach der Quantenfeldtheorie ist das physikalische Vakuum keine absolute Leere. In ihm entstehen und verschwinden ständig Paare virtueller Teilchen und Antiteilchen – es kommt zu ständigen Schwingungen (Schwankungen) der mit diesen Teilchen verbundenen Felder. Insbesondere treten im elektromagnetischen Feld Schwingungen auf, die mit Photonen einhergehen. Im Vakuum entstehen und verschwinden virtuelle Photonen, die allen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums entsprechen. Im Raum zwischen eng beieinander liegenden Spiegelflächen ändert sich die Situation jedoch. Bei bestimmten Resonanzlängen (eine ganze oder halbzahlige Anzahl von Malen zwischen den Oberflächen) werden elektromagnetische Wellen verstärkt. Bei allen anderen Längen, die größer sind, werden sie dagegen unterdrückt (das heißt, die Geburt der entsprechenden virtuellen Photonen wird unterdrückt). Infolgedessen ist der Druck virtueller Photonen von innen auf die beiden Oberflächen geringer als der Druck von außen, wo die Entstehung von Photonen in keiner Weise begrenzt ist. Je näher die Oberflächen beieinander liegen, desto weniger Wellenlängen zwischen ihnen stehen in Resonanz und desto mehr werden unterdrückt. Dadurch erhöht sich die Anziehungskraft zwischen den Oberflächen.

Das Phänomen lässt sich bildlich als „Unterdruck“ beschreiben, wenn dem Vakuum nicht nur gewöhnliche, sondern auch einige virtuelle Teilchen entzogen werden, also „alles abgepumpt wurde und noch ein bisschen mehr“.

Bei komplexerer Geometrie (z. B. der Wechselwirkung einer Kugel und einer Ebene oder der Wechselwirkung komplexerer Objekte) ändert sich der Zahlenwert und das Vorzeichen des Koeffizienten, sodass die Casimir-Kraft sowohl eine Anziehungskraft als auch eine sein kann abstoßende Kraft.“

Ende des Zitats.

Dieser Fall ist insofern bemerkenswert, als sich herausstellte, dass das Verhalten eines scheinbar rein mechanischen Systems – eines Metallpulvers – mit Quanteneffekten und einer ihrer am wenigsten verstandenen Konsequenzen, wie es mir scheint, für viele verbunden ist – virtuellen Teilchen.

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler versucht zu beweisen, dass die Menschen überhaupt nicht auf fossile Brennstoffe angewiesen sind.

Sie argumentieren, dass wir weiterhin um Energiequellen kämpfen, die Umwelt zerstören und Mutter Erde schaden. Wir verwenden weiterhin dieselben alten Methoden, die den Spitzen der Energiebranche Billionen von Dollar einbringen. Die Konzernmedien verbreiten weiterhin die Vorstellung, dass wir uns in einer Energiekrise befinden und aufgrund fehlender Ressourcen vor einem ernsten Problem stehen.

Nullpunkt-Energiekonzept

Einige Wissenschaftler argumentieren, dass dieselbe Aktionärsgruppe, der die Energiebranche gehört, auch Unternehmensmedien besitzt. Dies scheint eine weitere Angsttaktik und eine weitere Ausrede dafür zu sein, keine freie Energie zu nutzen. Beispielsweise kommt es in der Praxis zum Einsatz.

Wie kann es zu Ressourcenknappheit kommen, wenn wir über Systeme verfügen, die Ressourcen ohne externe Kreditaufnahme bereitstellen können? Dies bedeutet, dass diese Systeme unbegrenzt laufen und Ressourcen für den gesamten Planeten bereitstellen können, ohne fossile Brennstoffe zu verbrennen. Dadurch entfallen die meisten „Rechnungen“, die die Menschen zum Leben zahlen, und die schädlichen Auswirkungen, die wir auf die Erde und ihre Umwelt haben, werden verringert.

Auch wenn Sie nicht an das Konzept der freien Energie (auch als Nullpunktsenergie bekannt) glauben, verfügen wir über mehrere saubere Quellen, die jegliche Energie überflüssig machen.

Dieser Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf das Konzept der freien Energie, das von Forschern auf der ganzen Welt nachgewiesen wurde, die Experimente durchgeführt und ihre Arbeiten veröffentlicht haben.

Wenn neue Energietechnologien jedoch weltweit kostenlos wären, wären die Veränderungen tiefgreifend. Es würde alle betreffen, es würde überall gelten. Diese Technologien sind absolut das Wichtigste, was in der Weltgeschichte passiert ist.

Die Kraft von Casimirs Energie

Der Casimir-Effekt ist ein Beweis für ein Beispiel freier Energie, das nicht widerlegt werden kann.

Die Energie wurde 1948 vom deutschen theoretischen Physiker Heinrich Casimir vorhergesagt, konnte jedoch aufgrund mangelnder Technologie zu dieser Zeit nicht experimentell ermittelt werden.

Der Casimir-Effekt veranschaulicht die Energie des Nullpunkts oder Vakuumzustands, der vorhersagt, dass sich zwei nahe beieinander liegende Metallplatten aufgrund eines Ungleichgewichts der Quantenfluktuationen gegenseitig anziehen.

Die Auswirkungen hiervon sind weitreichend und wurden von Forschern auf der ganzen Welt in der theoretischen Physik ausführlich beschrieben. Heute beginnen wir zu erkennen, dass diese Konzepte nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch sind.

Vakuum gilt im Allgemeinen als Hohlraum, aber Hendrik Casimir glaubte, dass sie keine Schwingungen elektromagnetischer Wellen enthielten. Er stellte die Theorie auf, dass zwei im Vakuum gehaltene Metallplatten Wellen absorbieren und so Vakuumenergie erzeugen könnten, die die Platten anziehen oder abstoßen könnte.

Wenn man zwei Platten in ein Vakuum bringt, ziehen sie sich gegenseitig an und diese Kraft wurde als Energie des Vakuums (Nullpunktschwingungen) Casimir-Effekt genannt. Jüngste Studien, die an der Harvard University, der Universität Amsterdam und anderswo durchgeführt wurden, haben die Richtigkeit des Casimir-Effekts bestätigt.

Allerdings ist die Casimir-Kraft sehr schwach und wird erkannt, wenn die Körper mehrere Mikrometer voneinander entfernt sind. Sie nimmt stark zu, wenn sich die Körper in einem Abstand von weniger als einem Mikrometer nähern.

In einer Entfernung von 10 nm (Hunderte der Größe eines typischen Atoms) ist die Casimir-Kraft mit dem Atmosphärendruck vergleichbar.

Und später experimentell bestätigt.

Die Essenz der Wirkung

Analogie

Ein dem Casimir-Effekt ähnliches Phänomen wurde bereits im 18. Jahrhundert von französischen Seeleuten beobachtet. Als zwei Schiffe, die bei starkem Seegang, aber wenig Wind hin und her schwankten, weniger als etwa 40 Meter voneinander entfernt waren, hörte die Aufregung aufgrund von Welleninterferenzen im Raum zwischen den Schiffen auf. Die ruhige See zwischen den Schiffen erzeugte weniger Druck als die raue See an den Außenseiten der Schiffe. Dadurch entstand eine Kraft, die dazu neigte, die Schiffe zur Seite zu schieben. Als Gegenmaßnahme empfahlen Segelhandbücher aus dem frühen 19. Jahrhundert, dass beide Schiffe ein Rettungsboot mit 10 bis 20 Seeleuten schicken sollten, um die Schiffe auseinanderzudrücken.

Moderne Forschung zum Casimir-Effekt

• Casimir-Effekt für Dielektrika
• Casimir-Effekt bei Temperaturen ungleich Null
• Zusammenhang zwischen dem Casimir-Effekt und anderen Effekten oder Zweigen der Physik (Zusammenhang mit geometrischer Optik, Dekohärenz, Polymerphysik)
• dynamischer Casimir-Effekt
• Berücksichtigung des Casimir-Effekts bei der Entwicklung hochempfindlicher MEMS-Geräte.

Casimir-Effekt in der Literatur

Der Casimir-Effekt wird ausführlich in Arthur C. Clarkes Science-Fiction-Buch „“ beschrieben. Licht anderer Tage", wo es verwendet wird, um zwei gepaarte Wurmlöcher in der Raumzeit zu erzeugen und durch sie Informationen zu übertragen.

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Literatur

• Mostepanenko V. M., Trunov N. N.. UFN, 1988, Bd. 156, Nr. 3, S. 385-426.
• Grib A. A., Mamaev S. G., Mostepanenko V. M.. Vakuumquanteneffekte in starken Feldern. - M.: Energoatomizdat, 1988.

Anmerkungen

Links

Ein Auszug, der den Casimir-Effekt charakterisiert

- Nein.
– Haben Sie den berühmten Tänzer Duport gesehen? Nun, Sie werden es nicht verstehen. Das ist was ich bin. – Natasha nahm ihren Rock, rundete ihre Arme, während sie tanzten, rannte ein paar Schritte, drehte sich um, machte eine Entreche, trat ihr Bein gegen das Bein und ging, auf den Spitzen ihrer Socken stehend, ein paar Schritte.
- Stehe ich? schließlich sagte sie; konnte aber nicht anders, als auf die Zehenspitzen zu gehen. - Das bin ich also! Ich werde nie jemanden heiraten, sondern Tänzerin werden. Aber sag es Niemandem.
Rostow lachte so laut und fröhlich, dass Denisow aus seinem Zimmer neidisch wurde und Natascha nicht widerstehen konnte, mit ihm zu lachen. - Nein, es ist gut, nicht wahr? – sagte sie immer wieder.
- Okay, willst du Boris nicht mehr heiraten?
Natasha errötete. - Ich möchte niemanden heiraten. Ich werde ihm dasselbe sagen, wenn ich ihn sehe.
- So! - sagte Rostow.
„Na ja, es ist alles nichts“, plapperte Natasha weiter. - Warum ist Denisov gut? - Sie fragte.
- Gut.
- Nun, auf Wiedersehen, zieh dich an. Ist er gruselig, Denisov?
- Warum ist es beängstigend? – fragte Nikolaus. - Nein. Vaska ist nett.
- Du nennst ihn Vaska - seltsam. Und dass er sehr gut ist?
- Sehr gut.
- Nun, komm schnell und trink Tee. Alle zusammen.
Und Natasha stellte sich auf die Zehenspitzen und verließ den Raum, wie es Tänzer tun, lächelte aber so, wie nur glückliche 15-jährige Mädchen lächeln. Nachdem er Sonja im Wohnzimmer getroffen hatte, errötete Rostow. Er wusste nicht, wie er mit ihr umgehen sollte. Gestern küssten sie sich in der ersten Minute der Freude über ihr Date, aber heute hatten sie das Gefühl, dass es unmöglich sei, dies zu tun; Er hatte das Gefühl, dass alle, seine Mutter und seine Schwestern, ihn fragend ansahen und von ihm erwarteten, wie er sich ihr gegenüber verhalten würde. Er küsste ihre Hand und nannte sie „Du – Sonya“. Doch als sich ihre Blicke trafen, sagten sie „Du“ zueinander und küssten sich zärtlich. Mit ihrem Blick bat sie ihn um Verzeihung dafür, dass sie es in Nataschas Botschaft gewagt hatte, ihn an sein Versprechen zu erinnern und dankte ihm für seine Liebe. Mit seinem Blick dankte er ihr für das Angebot der Freiheit und sagte, dass er auf die eine oder andere Weise niemals aufhören würde, sie zu lieben, weil es unmöglich sei, sie nicht zu lieben.
„Wie seltsam es ist“, sagte Vera und wählte eine allgemeine Schweigeminute, „dass Sonya und Nikolenka sich jetzt wie Fremde trafen.“ – Veras Bemerkung war fair, wie alle ihre Kommentare; Aber wie bei den meisten ihrer Bemerkungen fühlten sich alle unbehaglich, und nicht nur Sonya, Nikolai und Natascha, sondern auch die alte Gräfin, die Angst vor der Liebe dieses Sohnes zu Sonya hatte, die ihn einer glänzenden Party berauben könnte, errötete ebenfalls wie ein Mädchen . Zu Rostows Überraschung erschien Denissow in einer neuen, pomaden- und parfümierten Uniform im Wohnzimmer, genauso elegant wie im Kampf und so liebenswürdig gegenüber Damen und Herren, wie Rostow nie erwartet hatte, ihn zu sehen.

Als Nikolai Rostow von der Armee nach Moskau zurückkehrte, wurde er von seiner Familie als bester Sohn, Held und geliebter Nikolushka akzeptiert. Verwandte - als süßer, angenehmer und respektvoller junger Mann; Bekannte - wie ein hübscher Husarenleutnant, ein geschickter Tänzer und einer der besten Pferdepfleger Moskaus.
Die Rostows kannten ganz Moskau; In diesem Jahr hatte der alte Graf genug Geld, weil alle seine Besitztümer neu verpfändet worden waren, und deshalb hatte Nikolushka seinen eigenen Traber und die modischsten Leggings, besondere, die sonst niemand in Moskau hatte, und Stiefel, die modischsten , mit den spitzsten Socken und kleinen silbernen Sporen, hatte viel Spaß. Als Rostow nach Hause zurückkehrte, verspürte er ein angenehmes Gefühl, nachdem er sich einige Zeit lang an die alten Lebensbedingungen gewöhnt hatte. Es schien ihm, dass er sehr gereift und gewachsen war. Verzweiflung darüber, dass er eine Prüfung nach dem Gesetz Gottes nicht bestanden hatte, sich von Gavrila Geld für einen Taxifahrer geliehen hatte, heimliche Küsse mit Sonya, all das erinnerte er sich als Kindlichkeit, von der er nun unermesslich weit entfernt war. Jetzt ist er ein Husaren-Leutnant in einem silbernen Gewand, mit einem Soldaten-George, der seinen Traber zum Laufen vorbereitet, zusammen mit berühmten Jägern, älteren, respektablen. Er kennt eine Dame auf dem Boulevard, die er abends besucht. Er dirigierte eine Mazurka auf dem Ball der Archarows, sprach mit Feldmarschall Kamenski über den Krieg, besuchte einen englischen Verein und pflegte freundschaftliche Beziehungen zu einem vierzigjährigen Oberst, den Denisow ihm vorstellte.
Seine Leidenschaft für den Souverän ließ in Moskau etwas nach, da er ihn in dieser Zeit nicht sah. Aber er sprach oft über den Souverän, über seine Liebe zu ihm und gab dabei den Eindruck, dass er noch nicht alles erzählte, dass in seinen Gefühlen für den Souverän noch etwas anderes steckte, das nicht jeder verstehen konnte; und von ganzem Herzen teilte er das allgemeine Gefühl der Verehrung in Moskau zu dieser Zeit für Kaiser Alexander Pawlowitsch, der damals in Moskau den Namen eines leibhaftigen Engels erhielt.
Während dieses kurzen Aufenthalts Rostows in Moskau, bevor er zur Armee ging, kam er Sonya nicht nahe, sondern trennte sich im Gegenteil von ihr. Sie war sehr hübsch, süß und offensichtlich leidenschaftlich in ihn verliebt; Aber er befand sich in dieser Zeit der Jugend, in der es so viel zu tun zu geben scheint, dass keine Zeit dafür bleibt, und der junge Mann hat Angst, sich darauf einzulassen – er schätzt seine Freiheit, die er für viele braucht andere Dinge. Als er während dieses neuen Aufenthalts in Moskau an Sonya dachte, sagte er sich: Eh! Es wird noch viel mehr davon geben, irgendwo, was mir noch unbekannt ist. Ich werde immer noch Zeit haben, Liebe zu machen, wann ich will, aber jetzt ist keine Zeit mehr. Darüber hinaus schien es ihm, dass sein Mut in der weiblichen Gesellschaft etwas Demütigendes hatte. Er ging zu Bällen und Schwesternschaften und tat so, als würde er es gegen seinen Willen tun. Laufen, ein englischer Club, Zechgelage mit Denisow, ein Ausflug dorthin – das war eine andere Sache: Es gehörte zu einem guten Husaren.
Anfang März war der alte Graf Ilja Andreich Rostow damit beschäftigt, ein Abendessen in einem englischen Club zu organisieren, um Prinz Bagration zu empfangen.
Der Graf im Schlafrock ging durch die Halle und gab der Haushälterin des Clubs und dem berühmten Theoktistus, dem leitenden Koch des englischen Clubs, Befehle über Spargel, frische Gurken, Erdbeeren, Kalbfleisch und Fisch für das Abendessen von Prinz Bagration. Der Graf war vom Gründungstag des Vereins an dessen Mitglied und Vorarbeiter. Er wurde vom Verein mit der Organisation einer Feier für Bagration beauftragt, denn selten wusste jemand, wie man ein Fest so großartig und gastfreundlich organisiert, vor allem, weil selten jemand wusste, wie und wie man sein Geld beisteuern wollte, wenn man es brauchte, um es zu organisieren das Fest. Der Koch und die Haushälterin des Clubs hörten mit fröhlichen Gesichtern den Befehlen des Grafen zu, denn sie wussten, dass sie unter keinem anderen besser von einem mehrere Tausend Dollar teuren Abendessen profitieren könnten.
- Also schauen Sie, geben Sie Jakobsmuscheln, Jakobsmuscheln in den Kuchen, wissen Sie! „Es gibt also drei kalte? ...“, fragte der Koch. Der Graf dachte darüber nach. „Nicht weniger, drei... Mayonnaise-Mal“, sagte er und beugte seinen Finger...
- Also, befehlen Sie uns, große Sterlets zu nehmen? - fragte die Haushälterin. - Was können wir tun? Nehmen wir es hin, wenn sie nicht nachgeben. Ja, mein Vater, das habe ich vergessen. Schließlich brauchen wir noch eine weitere Vorspeise für den Tisch. Ach, meine Väter! „Er packte seinen Kopf. - Wer bringt mir Blumen?
- Mitinka! Und Mitinka! „Reite los, Mitinka, in die Region Moskau“, wandte er sich an den Manager, der auf seinen Ruf hereinkam, „springe in die Region Moskau und sag Maximka nun, sie soll die Fronlehne für den Gärtner anziehen.“ Sagen Sie ihnen, sie sollen alle Gewächshäuser hierher schleppen und in Filz einwickeln. Ja, damit ich bis Freitag zweihundert Töpfe hier habe.
Nachdem er immer mehr unterschiedliche Befehle erteilt hatte, ging er zur Gräfin, um sich auszuruhen, erinnerte sich aber an etwas anderes, das er brauchte, kehrte selbst zurück, holte den Koch und die Haushälterin zurück und begann erneut, Befehle zu erteilen. An der Tür war ein leichter, männlicher Gang und das Klappern der Sporen zu hören, und ein gutaussehender, rothaariger Mann mit schwarzem Schnurrbart, offenbar ausgeruht und gepflegt von seinem ruhigen Leben in Moskau, betrat den jungen Grafen.
- Oh, mein Bruder! „Mir dreht sich der Kopf“, sagte der alte Mann beschämt und lächelte vor seinem Sohn. - Du könntest wenigstens helfen! Wir brauchen mehr Songwriter. Ich habe Musik, aber soll ich die Zigeuner einladen? Ihre Militärbrüder lieben das.
„Wirklich, Papa, ich glaube, Prinz Bagration hat sich weniger darum gekümmert als du jetzt, als er sich auf die Schlacht am Shengraben vorbereitete“, sagte der Sohn lächelnd.
Der alte Graf tat so, als wäre er wütend. - Ja, du interpretierst es, du versuchst es!
Und der Graf wandte sich an den Koch, der Vater und Sohn mit intelligentem und respektablem Gesicht aufmerksam und liebevoll ansah.
- Wie sind junge Leute, eh, Feoktist? - sagte er, - die alten Leute lachen über unseren Bruder.
„Nun, Exzellenz, sie wollen einfach nur gut essen, aber wie man alles zusammenstellt und serviert, ist nicht ihre Sache.“
„Na gut“, schrie der Graf, packte fröhlich seinen Sohn bei beiden Händen und rief: „Das ist es also, ich habe dich!“ Nehmen Sie nun das Schlittenpaar und gehen Sie nach Bezuchow und sagen Sie, dass der Graf, so heißt es, Ilja Andreich geschickt hat, um Sie um frische Erdbeeren und Ananas zu bitten. Du wirst es von niemand anderem bekommen. Es ist nicht da, also gehst du hinein, sagst es den Prinzessinnen, und von dort, das ist es, geh nach Razgulay – Ipatka, der Kutscher weiß es – finde dort Iljuschka, die Zigeunerin, mit der hat Graf Orlow getanzt, denken Sie daran, in einem weißen Kosaken, und bring ihn hierher zu mir zurück.
- Und ihn mit den Zigeunern hierher bringen? – fragte Nikolai lachend. - Nun ja!…
Zu diesem Zeitpunkt betrat Anna Michailowna mit leisen Schritten, mit einem sachlichen, besorgten und zugleich christlich sanftmütigen Blick, der sie nie verließ, den Raum. Trotz der Tatsache, dass Anna Michailowna den Grafen jeden Tag im Schlafrock vorfand, schämte er sich jedes Mal vor ihr und bat ihn, sich für seinen Anzug zu entschuldigen.
„Nichts, Graf, mein Lieber“, sagte sie und schloss demütig die Augen. „Und ich gehe nach Bezukhoy“, sagte sie. „Pierre ist angekommen, und jetzt holen wir alles aus seinen Gewächshäusern, Graf.“ Ich musste ihn sehen. Er hat mir einen Brief von Boris geschickt. Gott sei Dank ist Borya jetzt im Hauptquartier.

Casimir-Kraft Begriff Casimir-Kraft Begriff auf Englisch Casimir-Kräfte Synonyme Casimir-Effekt Abkürzungen Verwandte Begriffe Definition: eine Kraft, die durch das Vorhandensein von Randbedingungen für die sekundäre Quantisierung von Nullpunktschwingungen des elektromagnetischen Feldes im Vakuum verursacht wird. Im besonderen Fall zweier ungeladener, leitender paralleler Platten besteht die Anziehungskraft zwischen ihnen.
Beschreibung

Nach makroskopischen Maßstäben ist die Casimir-Kraft vernachlässigbar. Bei Objekten mit einer Größe von mehreren Nanometern und entsprechend extrem geringer Masse macht sich die Casimir-Kraft jedoch deutlich bemerkbar und muss beim Entwurf nanoelektromechanischer Geräte (NEMS) berücksichtigt werden.

Die ursprünglichen Berechnungen der niederländischen Wissenschaftler Hendrik Casimir und Dirk Polder aus dem Jahr 1948 () gingen von der Anwesenheit zweier ungeladener, perfekt leitender Metallplatten in einiger Entfernung aus A gegenseitig. In diesem Fall Gewalt F, pro Flächeneinheit A kann wie folgt berechnet werden:

Das Vorhandensein der Planckschen Konstante ( ? = 1,05*10 -34 J*s) im Zähler dieses Bruchs und bestimmt dessen extreme Kleinheit.

Um die physikalische Bedeutung dieser Kraft zu erklären, sollten wir uns daran erinnern, dass gemäß den Postulaten der Quantenmechanik stabile Werte der Teilchenenergie durch die stationäre Schrödinger-Gleichung bestimmt werden:

Wenn sich das Teilchen in einem beliebigen Potentialfeld befindet und zu freien Schwingungen (Oszillationen) fähig ist und das Potential der Rückstellkraft durch eine Potenzfunktion mit geradem Exponenten (d. h. eine Parabel) beschrieben wird, ergibt die Lösung der Gleichung die folgenden Eigenwerte ​​von Energie E:

Wo ? ist die Eigenfrequenz des Oszillators und ?? - Quantum gleich der Differenz zwischen den Energien der Ebenen und der Anzahl der Quanten N Und n-1. Dieser Ausdruck wird als Lösung der Schrödinger-Gleichung für einen harmonischen Oszillator bezeichnet. Aus dieser Lösung wird deutlich, dass auch wenn die Anzahl der Energiequanten im Oszillator N=0, die Energie des harmonischen Oszillators ist nicht Null, sondern ??/2 . Größe ??/2 angerufen Null Schwingungen harmonischer Oszillator.

Wenn wir diese Logik auf Quanten elektromagnetischer Strahlung – Photonen – erweitern (und den Ansatz verwenden). Sekundärquantisierung, das die Operatoren der Erzeugung und Vernichtung von Photonen verwendet), kann die Entstehung der Casimir-Kraft in einiger Näherung wie folgt erklärt werden: In Abwesenheit jeglicher Objekte ist der gesamte Raum des physikalischen Vakuums mit einer unendlichen Anzahl von Objekten gefüllt Harmonische der Nullpunktschwingungen des elektromagnetischen Feldes (auch in Abwesenheit von Photonen, wie oben gezeigt, wird die Vakuumenergie nicht Null sein) mit dementsprechend einer unendlichen Menge von Wellenlängen.

Das Vorhandensein zweier leitender Platten begrenzt den Raum so, dass auf ihrer Oberfläche die Querkomponente des elektrischen Feldes und die Normalkomponente des Magnetfelds gleich Null werden. Das heißt, eine stehende Welle mit einer Wellenlänge von 2a/ k, wo k- harmonische Zahl (1, 2, 3 usw.). Gleichzeitig bleibt außerhalb der Platten der Raum des physikalischen Vakuums ungestört, und dieses übt Druck auf die Platten aus und versucht, sie einander näher zu bringen.

Die ersten Experimente zum Nachweis der Casimir-Kraft wurden bereits 1958 durchgeführt (), ihre Genauigkeit war jedoch sehr gering. Genauer gesagt wurde Casimirs Stärke 1997 von Steve Lamoreaux gemessen ().

• Lurie Sergey Leonidovich, Ph.D.

Links

1. Casimir H. B. G. und Polder D. Der Einfluss der Verzögerung auf die London-van-der-Waals-Streitkräfte//Physical Review – 1948. vol. 73(4). - S. 360–372
2. Sparnaay M.J. Messung der Anziehungskräfte zwischen flachen Platten//Physica – 1958. vol. 24 (6-10) – S. 751 - 764
3. Lamoreaux S. K. Demonstration der Casimir-Kraft im Bereich von 0,6 bis 6 µm//Phys. Rev. Lette. - 1997. Bd. 78 (1) – S. 5–8

Illustrationen Tags Abschnitte

Enzyklopädisches Wörterbuch der Nanotechnologien. -Rusnano. 2010 .

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Casimirs Streitkräfte

Die Gesamtheit des Physischen Phänomene, die durch die spezifische Polarisation des Vakuums quantisierter Felder aufgrund von Änderungen im Spektrum von Nullpunktschwingungen in Regionen mit Grenzen und in Räumen mit nichttrivialer Topologie verursacht werden. Vorausgesagt von X. Casimir im Jahr 1948... Physische Enzyklopädie

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