Casimirov učinak: korak prema svemirskom putovanju. Casimirova slobodna energija Učinci kašnjenja u Casimirovom vakuumu

CASIMIROV EFEKT, opći naziv za širok raspon pojava uzrokovanih fluktuacijama vakuumskog stanja polja (osobito, elektromagnetskog) u prisutnosti granica ili promjena u geometriji (topologiji) prostora. Raspon područja fizike u kojima se Casimirov efekt očituje vrlo je širok – od statističke fizike do fizike čestica i kozmologije.

Utjecaj kvantnih fluktuacija elektromagnetskog polja na međudjelovanje električki neutralnih makroskopskih tijela prvi je predvidio nizozemski teorijski fizičar H. Casimir (1948). Izračunao je da bi se, zbog kvantnih fluktuacija polja u osnovnom (vakuumskom) stanju, dvije ravnoparalelne, idealno vodljive nenabijene ploče, razdvojene u vakuumu procjepom širine L, na temperaturi apsolutnoj nuli trebale privlačiti silom F po jedinici površine:

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

gdje je h Planckova konstanta, c je brzina svjetlosti u vakuumu. Općenitiju formulu za silu privlačenja između dva dielektrična sloja, uzimajući u obzir ovisnost dielektrične konstante o frekvenciji polja, dobio je E. M. Lifshitz 1954. godine. Casimirova sila F vrlo je mala za udaljenosti veće od nekoliko mikrometara, međutim, kako se udaljenost smanjuje, brzo raste i za L = 0,01 μm (oko stotinu atomskih veličina), efektivni negativni tlak F doseže gotovo 1,3 10 6 Pa (13 atmosfere). Stoga je uzimanje u obzir Casimirovih sila važno pri projektiranju raznih elektromehaničkih uređaja mikro i nanoveličine. Ponekad se Casimirove sile smatraju manifestacijom van der Waalsovih privlačnih sila na “velikim” (na atomskoj skali) udaljenostima, kada se kašnjenje elektromagnetske interakcije ne može zanemariti.

Prvi pokusi za ispitivanje formula Casimira i Lifshitza, provedeni 1950-ih, kvalitativno su potvrdili prisutnost privlačne sile između ravnih i sfernih površina kvarca (I. I. Abrikosov, B. V. Deryagin) i između metalnih ravnih ploča (M. Sparnai, Nizozemska). Točnost i pouzdanost mjerenja malih sila (do 10-12 N) i udaljenosti (u rasponu od 0,1-6 μm) bilo je moguće značajno poboljšati tek krajem 1990-ih zahvaljujući pojavi novih instrumenata i tehnologija, kao što su mikroskop atomske sile i mikroelektromehanički sustavi. Najbolja postignuta točnost je oko 1%. Dobiveno je zadovoljavajuće slaganje između teorije i eksperimenta, iako neke pojedinosti (na primjer, ovisnost sila o temperaturi na udaljenostima većim od nekoliko mikrona) zahtijevaju pojašnjenje. Stvarna sila međudjelovanja značajno ovisi o materijalu i svojstvima površina, tako da čak i za dobre vodiče (zlato, bakar) njezina vrijednost može odstupati od vrijednosti izračunate pomoću formule (*) za desetke postotaka.

Godine 1959. I. E. Dzyaloshinsky, E. M. Lifshits i L. P. Pitaevsky predvidjeli su mogućnost pojave odbojne sile u slojevitim strukturama s različitim dielektričnim konstantama. Naknadno su pronađeni mnogi drugi modeli i geometrijske konfiguracije koje dopuštaju takvu silu, primjerice kombinacijom idealnog vodiča i magneta ili raznih struktura metamaterijala (umjetni mediji s negativnim indeksom loma). Međutim, još nema eksperimentalne potvrde teorijskih rezultata, iako je ovo pitanje relevantno u vezi s razvojem mikro- i nanoelektromehaničkih uređaja.

Casimirov efekt igra važnu ulogu u kozmologiji zbog činjenice da, u okviru kvantne teorije polja, gustoća vakuumske energije različita od nule nastaje pri nultoj temperaturi. To je od velike važnosti za rješavanje problema kozmološke konstante i povezano je s inflacijskim modelom Svemira. Casimirov efekt vrlo je značajan u fizici hadrona: pri proračunu njihovih svojstava mora se uzeti u obzir Casimirova energija kvarkovih i gluonskih polja. Casimirov efekt uzet je u obzir u supersimetričnim teorijama polja i modelima teorije tipa Kaluza-Klein pri analizi mehanizama spontane kompaktifikacije dodatnih prostornih dimenzija.

Ako se površine koje ograničavaju polje kreću ili njihova svojstva ovise o vremenu, tada govorimo o nestacionarnom (ili dinamičkom) Casimirovom efektu, čija bi upečatljiva manifestacija mogla biti rađanje fotona iz vakuuma uslijed pomicanja granica polja. električki neutralna makroskopska tijela. Ovaj efekt još nije otkriven, budući da je predviđeni broj generiranih fotona proporcionalan kvadratu omjera karakteristične brzine gibanja i brzine svjetlosti, odnosno vrlo malen. Međutim, ovaj se broj može povećati za više redova veličine zahvaljujući kvantnoj interferenciji ako granica oscilira s dovoljnom amplitudom i periodom blizu polovine perioda oscilacije odabranog načina elektromagnetskog polja, koristeći učinak parametarske rezonancije. Takav eksperiment je realan za frekvencije u području od nekoliko gigaherca.

Lit.: Barash S. Van der Waalsove sile. M., 1988.; Mostepanenko V. M., Trunov N. N. Casimirov efekt i njegove primjene. M., 1990.; Bordag M., Mohideen U., Mostepanenko V. M. Novi razvoj Casimirovog efekta // Physics Reports. 2001. Vol. 353. broj 1-3.

Casimirov učinak.

1999. neki moji prijatelji su se bavili proizvodnjom metalnih prahova nanometarskih dimenzija. Zašto je to potrebno s komercijalne točke gledišta, ovdje nije važno. Korištene su različite tehnologije, a jedna od njih bila je kondenzacija metalne pare pod različitim uvjetima. Ovaj prah je zatim prebačen u drugi reaktor za upotrebu. Kao što razumijete, materijal je vrlo neobičan u smislu svojstava. Dečki su uglavnom bili znanstvenici za materijale i kemičari po obrazovanju. I tako su naišli na činjenicu da se tok tog praha nije dogodio kako bi se trebao dogoditi sa stajališta klasične fizike. Vrsta protoka jako je ovisila o vodljivosti praha, iako su to svi vodiči koji lako izmjenjuju naboje pri dodiru. Počeli su "brati", s njihove točke gledišta učinak je bio neshvatljiv. Počeli su “zviždati” sve prijatelje, a ja sam došao na red. Ni ja nisam mogao dokučiti o kakvom je efektu riječ, ali sam ih "lancem" proslijedio fizičarima.

Kovčeg se otvorio jednostavno - Casimirov efekt. Neću prepisivati ​​objašnjenje ovog učinka dano na Wikipediji. Samo ću ga dovesti.

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

“Casimirov efekt je učinak koji se sastoji u međusobnom privlačenju provodnih nenabijenih tijela pod utjecajem kvantnih fluktuacija u vakuumu. Najčešće je riječ o dvije paralelne nenabijene zrcalne plohe postavljene na maloj udaljenosti, no Casimirov efekt postoji i u složenijim geometrijama. Uzrok Casimirovog efekta su fluktuacije energije u fizičkom vakuumu zbog stalnog rađanja i nestajanja virtualnih čestica u njemu. Efekt je predvidio nizozemski fizičar Hendrik Casimir (1909.-2000.) 1948. godine, a kasnije i eksperimentalno potvrđen.

Suština učinka

Prema kvantnoj teoriji polja, fizički vakuum nije apsolutna praznina. U njoj se neprestano rađaju i nestaju parovi virtualnih čestica i antičestica - događaju se stalne oscilacije (fluktuacije) polja pridruženih tim česticama. Konkretno, oscilacije se javljaju u elektromagnetskom polju povezanom s fotonima. U vakuumu se rađaju i nestaju virtualni fotoni koji odgovaraju svim valnim duljinama elektromagnetskog spektra. Međutim, u prostoru između usko raspoređenih zrcalnih površina situacija se mijenja. Na određenim rezonantnim duljinama (cijeli ili polucijeli broj puta između površina) dolazi do pojačanja elektromagnetskih valova. Na svim ostalim duljinama, koje su veće, one su, naprotiv, potisnute (tj. rođenje odgovarajućih virtualnih fotona je potisnuto). Kao rezultat toga, pritisak virtualnih fotona iznutra na dvije površine ispada manji od pritiska na njih izvana, gdje rađanje fotona nije ni na koji način ograničeno. Što su površine bliže jedna drugoj, manje je valnih duljina između njih u rezonanciji i više ih je potisnuto. Zbog toga se povećava sila privlačenja između površina.

Fenomen se slikovito može opisati kao "negativan tlak", kada je vakuum lišen ne samo običnih, već i nekih virtualnih čestica, tj. "ispumpano je sve i još malo više".

U slučaju složenije geometrije (npr. interakcija sfere i ravnine ili interakcija složenijih objekata), brojčana vrijednost i predznak koeficijenta se mijenja, pa Casimirova sila može biti i privlačna sila i sila odbijanja."

Kraj citata.

Ovaj je slučaj vrijedan pažnje po tome što se pokazalo da je ponašanje naizgled čisto mehaničkog sustava - metalnog praha - povezano s kvantnim učincima i jednom od njihovih najmanje shvaćenih posljedica, kako mi se čini, za mnoge - Virtualnim česticama.

Posljednjih nekoliko godina znanstvenici su pokušavali dokazati da ljudima uopće nije potrebna ovisnost o fosilnim gorivima.

Tvrde da se nastavljamo boriti za izvore energije, uništavamo okoliš i nanosimo štetu Majci Zemlji. Nastavljamo koristiti iste stare metode koje generiraju bilijune dolara za one koji su na vrhu energetske industrije. Korporacijski mediji nastavljaju gurati ideju da smo u energetskoj krizi, da se približavamo ozbiljnom problemu zbog nedostatka resursa.

Koncept energije nulte točke

Neki znanstvenici tvrde da ista skupina dioničara koja posjeduje energetsku industriju također posjeduje korporativne medije. Čini se da je ovo još jedna taktika straha i još jedan izgovor za nekorištenje besplatne energije. Na primjer, koristi se u praksi.

Kako može doći do nedostatka resursa kada imamo sustave koji mogu osigurati resurse bez vanjskog zaduživanja? To znači da ovi sustavi mogu raditi neograničeno dugo i osigurati resurse za cijeli planet bez izgaranja fosilnih goriva. To će eliminirati većinu "računa" koje ljudi plaćaju za život i smanjiti štetan utjecaj koji imamo na zemlju i njen okoliš.

Čak i ako ne vjerujete u koncept besplatne energije (poznate i kao energija nulte točke), imamo nekoliko čistih izvora koji svu energiju čine zastarjelom.

Ovaj će se članak uglavnom usredotočiti na koncept slobodne energije, koji su dokazali istraživači diljem svijeta koji su proveli eksperimente i objavili svoje radove.

Međutim, kada bi nove energetske tehnologije bile besplatne u cijelom svijetu, promjene bi bile duboke. Utjecalo bi na sve, primjenjivalo bi se svugdje. Ove tehnologije su apsolutno najvažnija stvar koja se dogodila u povijesti svijeta.

Snaga Kazimirove energije

Casimirov efekt je dokaz primjera slobodne energije koji se ne može opovrgnuti.

Energiju je predvidio njemački teorijski fizičar Heinrich Casimir 1948. godine, ali nije dobivena eksperimentalnim putem zbog nedostatka tehnologije u to vrijeme.

Casimirov efekt ilustrira energiju nulte točke ili stanja vakuuma, što predviđa da će se dvije metalne ploče blizu jedna druge privući zbog neravnoteže u kvantnim fluktuacijama.

Implikacije ovoga su dalekosežne i o njima su istraživači diljem svijeta detaljno pisali u teorijskoj fizici. Danas počinjemo uviđati da ti koncepti nisu samo teoretski, već i praktični.

Vakuumi se općenito smatraju prazninama, ali je Hendrik Casimir vjerovao da one ne sadrže oscilacije elektromagnetskih valova. Postavio je teoriju da dvije metalne ploče koje se drže u vakuumu mogu apsorbirati valove, stvarajući energiju vakuuma koja može privući ili odbiti ploče.

Ako dvije ploče stavite u vakuum, one se međusobno privlače i ta se sila naziva Casimirov efekt kao energija vakuuma (oscilacije nulte točke). Nedavne studije provedene na Sveučilištu Harvard i Sveučilištu u Amsterdamu te drugdje potvrdile su točnost Casimirovog učinka.

Međutim, Casimirova sila je vrlo slaba i detektira se ako su tijela udaljena nekoliko mikrona i naglo raste ako se tijela približe na udaljenost manju od jednog mikrona.

Na udaljenosti od 10 nm (stotine veličine tipičnog atoma), Casimirova sila usporediva je s atmosferskim tlakom.

I kasnije eksperimentalno potvrđeno.

Suština učinka

Analogija

Fenomen sličan Casimirovom efektu primijetili su još u 18. stoljeću francuski pomorci. Kada su dva broda, ljuljajući se s boka na bok u uvjetima jakog mora, ali slabog vjetra, bila udaljena manje od otprilike 40 metara, tada je kao posljedica interferencije valova u međubrodnom prostoru, uzbuđenje prestalo. Mirno more između brodova stvaralo je manji pritisak od nemirnog mora na vanjskim stranama brodova. Kao rezultat toga, pojavila se sila koja je težila gurnuti brodove u stranu. Kao protumjeru, plovidbeni priručnici iz ranih 1800-ih preporučili su da oba broda pošalju čamac za spašavanje s 10 do 20 mornara koji će razdvojiti brodove.

Suvremena istraživanja Casimirovog efekta

• Casimirov efekt za dielektrike
• Casimirov učinak na temperaturi različitoj od nule
• povezanost Casimirovog efekta s drugim efektima ili granama fizike (odnos s geometrijskom optikom, dekoherencijom, fizikom polimera)
• dinamički Casimirov učinak
• uzimajući u obzir Casimirov efekt pri razvoju visokoosjetljivih MEMS uređaja.

Kazimirov učinak u književnosti

Casimirov učinak je detaljno opisan u znanstvenofantastičnoj knjizi Arthura C. Clarkea " Svjetlo drugih dana“, gdje se koristi za stvaranje dvije uparene crvotočine u prostor-vremenu, te prijenos informacija kroz njih.

Napišite recenziju o članku "Efekt Kazimira"

Književnost

• Mostepanenko V. M., Trunov N. N.. UFN, 1988, vol. 156, br. 3, str. 385-426 (prikaz, ostalo).
• Grib A. A., Mamaev S. G., Mostepanenko V. M.. Vakuumski kvantni efekti u jakim poljima. - M.: Energoatomizdat, 1988.

Bilješke

Linkovi

Odlomak koji karakterizira Casimirov efekt

- Ne.
– Jeste li vidjeli slavnog plesača Duporta? Pa nećeš razumjeti. To sam ja. – Nataša je uzela suknju, zaokruživši ruke, kao što plešu, potrčala je nekoliko koraka, okrenula se, napravila zahvat, udarila nogom o nogu i, stojeći na samim vrhovima čarapa, prošetala nekoliko koraka.
- Stojim li? uostalom, rekla je; ali nije si mogla pomoći na vrhovima prstiju. - Dakle, to sam ja! Nikad se neću udati ni za koga, ali ću postati plesačica. Ali nemoj nikome reći.
Rostov se smijao tako glasno i veselo da mu je Denisov iz sobe postao zavidan, a Nataša nije mogla odoljeti da se ne nasmije s njim. - Ne, dobro je, zar ne? – ponavljala je.
- Dobro, zar se više ne želiš udati za Borisa?
Natasha je pocrvenjela. - Ne želim se udati ni za koga. Reći ću mu istu stvar kad ga vidim.
- Eto tako je! - rekao je Rostov.
"Pa da, sve je to ništa", Natasha je nastavila brbljati. - Zašto je Denisov dobar? - pitala je.
- Dobro.
- Pa, doviđenja, obuci se. Je li on strašljiv, Denisov?
- Zašto je strašno? – upitao je Nicholas. - Ne. Vaska je lijepa.
- Zoveš ga Vaska - čudno. I da je jako dobar?
- Vrlo dobro.
- Pa dođi brzo i popij čaj. Zajedno.
A Natasha je stala na prste i izašla iz sobe kao što to rade plesačice, ali nasmiješena onako kako se smiješe samo sretne 15-godišnjakinje. Upoznavši Sonyu u dnevnoj sobi, Rostov je pocrvenio. Nije znao kako s njom. Jučer su se poljubili u prvoj minuti radosti svog spoja, ali danas su osjetili da je to nemoguće učiniti; osjećao je da ga svi, majka i sestre, upitno gledaju i očekuju od njega kako će se ponašati prema njoj. Poljubio joj je ruku i nazvao je ti - Sonya. No pogledi su im se, susrevši se, rekli jedno drugome “ti” i nježno se poljubili. Pogledom ga je zamolila za oprost što se u Natašinom veleposlanstvu usudila podsjetiti ga na njegovo obećanje i zahvalila mu na ljubavi. Pogledom joj je zahvalio na ponuđenoj slobodi i rekao da je, ovako ili onako, nikada neće prestati voljeti, jer je nemoguće ne voljeti je.
"Kako je čudno", rekla je Vera, odabravši opći trenutak šutnje, "da su se Sonya i Nikolenka sad srele kao stranci." – Verina opaska je bila poštena, kao i svi njeni komentari; ali kao i većina njezinih primjedbi, svi su se osjećali neugodno, a ne samo Sonya, Nikolai i Natasha, nego i stara grofica, koja se bojala ljubavi ovog sina prema Sonyi, koja bi ga mogla lišiti briljantne zabave, također je pocrvenjela poput djevojke. . Denisov se, na Rostovljevo iznenađenje, u novoj uniformi, namazanoj i namirisanoj, pojavio u dnevnoj sobi kicoš kao što je bio u borbi, i ljubazan s damama i gospodom kakvog Rostov nije očekivao da će ga vidjeti.

Vrativši se iz vojske u Moskvu, Nikolaja Rostova obitelj je prihvatila kao najboljeg sina, heroja i voljenog Nikolušku; rodbina - kao drag, ugodan i poštovan mladić; poznanika - poput zgodnog husarskog poručnika, spretne plesačice i jednog od najboljih mladoženja u Moskvi.
Rostovi su poznavali cijelu Moskvu; ove je godine stari grof imao dovoljno novaca, jer su mu sva imanja bila ponovno stavljena pod hipoteku, pa je stoga i Nikoluška, pošto je dobio svoju kasaču i najmodernije tajice, posebne kakve nitko u Moskvi nije imao, i čizme, najmodernije , s najšiljastijim čarapama i malim srebrnim mamuzama, dobro se zabavljao. Rostov je, vraćajući se kući, doživio ugodan osjećaj nakon nekog vremena isprobavanja starih životnih uvjeta. Činilo mu se da je jako sazrio i odrastao. Očaj zbog nepoloženog ispita po zakonu Božjem, posuđivanje novca od Gavrile za taksista, tajni poljupci sa Sonjom, sve je to pamtio kao djetinjariju od koje je sada bio neizmjerno daleko. Sada je husarski poručnik u srebrnoj mentici, s vojničkim jurjem, sprema svog kasača za trčanje, zajedno s poznatim lovcima, starijim, uglednim. Poznaje jednu gospođu na bulevaru koju navečer ide vidjeti. Dirigirao je mazurkom na balu Arkharovih, razgovarao o ratu s feldmaršalom Kamenskim, posjetio engleski klub i bio u prijateljskim odnosima s četrdesetogodišnjim pukovnikom s kojim ga je upoznao Denisov.
Njegova strast prema suverenu donekle je oslabila u Moskvi, jer ga za to vrijeme nije vidio. Ali često je govorio o vladaru, o svojoj ljubavi prema njemu, dajući dojam da još nije sve rekao, da u njegovim osjećajima prema vladaru ima još nešto što ne može svatko razumjeti; i svim srcem je dijelio opći osjećaj obožavanja u Moskvi u to vrijeme prema caru Aleksandru Pavloviču, koji je u Moskvi tada dobio ime anđela u tijelu.
Tijekom ovog kratkog boravka Rostova u Moskvi, prije odlaska u vojsku, nije se zbližio, već naprotiv, prekinuo sa Sonyom. Bila je vrlo lijepa, slatka i očito strastveno zaljubljena u njega; ali bio je u onom razdoblju mladosti kada se čini da ima toliko posla da se nema vremena za to, a mladić se boji uključiti - cijeni svoju slobodu koja mu je potrebna mnogima druge stvari. Kada je tijekom ovog novog boravka u Moskvi razmišljao o Sonyji, rekao je u sebi: Eh! bit će još puno, puno više takvih, negdje, meni još nepoznatih. Još uvijek ću imati vremena za vođenje ljubavi kad poželim, ali sada nema vremena. Osim toga, činilo mu se da u ženskom društvu postoji nešto ponižavajuće za njegovu hrabrost. Išao je na balove i sestrinstva, pretvarajući se da to čini protiv svoje volje. Trčanje, engleski klub, guštanje s Denisovom, putovanje tamo - to je bila druga stvar: to je priličilo dobrom husaru.
Početkom ožujka, stari grof Ilja Andrejič Rostov bio je zaokupljen organiziranjem večere u engleskom klubu za prijem princa Bagrationa.
Grof je u kućnom ogrtaču šetao po dvorani, naređujući domaćici kluba i slavnom Teoktistu, višem kuharu engleskog kluba, o šparogama, svježim krastavcima, jagodama, teletini i ribi za večeru princa Bagrationa. Grof je od dana osnutka kluba bio njegov član i predstojnik. Njemu je klub povjerio organizaciju proslave za Bagrationa, jer rijetko tko je znao organizirati feštu na ovako veliki način, gostoljubivo, pogotovo jer je rijetko tko znao i želio dati svoj novac ako je trebalo organizirati gozba. Kuharica i spremačica kluba vedra su lica slušale grofove naredbe, jer su znale da ni pod kim drugim ne mogu bolje profitirati od večere koja košta nekoliko tisuća kuna.
- Pa gle, u kolač stavi jakobove kapice, jakobove kapice, znaš! “Znači tri su hladna?...” upita kuharica. Grof je razmislio o tome. "Ni manje ni više, tri... puta majoneze", rekao je, savijajući prst...
- Dakle, hoćete li nam narediti da uzmemo velike sterlete? - upitala je domaćica. - Što možemo, uzmi ako ne popuštaju. Da, oče moj, zaboravio sam. Uostalom, trebamo još jedno predjelo za stol. Ah, očevi moji! “ Uhvatio se za glavu. - Tko će mi donijeti cvijeće?
- Mitinka! I Mitinka! „Odjaši, Mitinka, u Moskovsku oblast“, okrenuo se upravitelju koji je došao na njegov poziv, „skokni u Moskovsku oblast, a sada reci Maksimki da uredi korveju za vrtlara. Reci im da dovuku sve staklenike ovamo i zamotaju ih u filc. Da, tako da imam dvjesto lonaca do petka.
Izdavši sve više različitih naredbi, iziđe on s groficom na počinak, ali se sjeti još nečega što mu treba, vrati se sam, dovede kuharicu i domaćicu i opet stane naređivati. Na vratima se začuo lagan, muški hod i zveckanje mamuza, a kod mladog grofa ušao je lijep, rumen, crnih brkova, očito odmoran i dotjeran od mirnog života u Moskvi.
- Oh, brate moj! “Vrti mi se u glavi”, reče starac, kao da se stidi, smiješeći se pred sinom. - Barem bi ti mogao pomoći! Treba nam više tekstopisaca. Imam muziku, ali da pozovem Cigane? Vaša braća vojnici vole ovo.
„Stvarno, tata, mislim da se knez Bagration, kad se pripremao za bitku kod Šengrabena, manje mučio nego ti sada“, rekao je sin, smiješeći se.
Stari grof se pretvarao da je ljut. - Da, ti tumači, ti probaj!
I grof se okrene kuharu, koji je inteligentna i ugledna lica promatrao pozorno i s ljubavlju oca i sina.
- Kakvi su mladi, a, Feoktiste? - reče on - starci se smiju našemu bratu.
“Pa, vaša ekselencijo, oni samo žele dobro jesti, ali kako sve sastaviti i poslužiti nije njihov posao.”
- No, dobro - viknuo je grof i veselo zgrabivši sina za obje ruke viknuo: - Dakle, to je to, imam te! Sada uzmite par saonica i idite Bezuhovu i recite da je grof, kažu, Ilja Andrejič poslao da vas zamoli za svježe jagode i ananas. Nećete ga dobiti ni od koga drugog. Nema ga, pa ti uđi, reci kneginjama, a odande, eto, idi u Razgulaj - zna Ipatka kočijaš - nađi tamo Iljušku ciganina, s tim je grof Orlov plesao, sjećaš se, u bijelom kozaku, i vrati mi ga ovamo.
- I dovesti ga ovamo s Ciganima? – smijući se upita Nikolaj. – Ma dobro!…
U to vrijeme, tihim korakom, s poslovnim, zaokupljenim i ujedno kršćanski krotkim pogledom koji je nije napuštao, uđe u sobu Ana Mihajlovna. Unatoč činjenici da je svaki dan Anna Mikhailovna nalazila grofa u kućnoj haljini, svaki put mu je bilo neugodno pred njom i tražio da se ispriča za svoje odijelo.
"Ništa, grofe, dragi moj", rekla je, krotko zatvorivši oči. "A ja ću otići u Bezukhoy", rekla je. "Pierre je stigao i sada ćemo sve uzeti iz njegovih staklenika." Morala sam ga vidjeti. Poslao mi je pismo od Borisa. Hvala Bogu, Borya je sada u sjedištu.

Casimirova sila Pojam Casimirova sila Pojam na engleskom jeziku Casimir forces Sinonimi Casimirov efekt Kratice Povezani pojmovi Definicija: sila uzrokovana prisutnošću rubnih uvjeta za sekundarnu kvantizaciju oscilacija nulte točke elektromagnetskog polja u vakuumu. U posebnom slučaju dviju nenabijenih vodljivih paralelnih ploča postoji privlačna sila između njih.
Opis

Prema makroskopskim standardima, Casimirova sila je zanemariva. Međutim, za objekte veličine nekoliko nanometara i s time ekstremno male mase, Casimirova sila postaje vrlo uočljiva i mora se uzeti u obzir pri projektiranju nanoelektromehaničkih uređaja (NEMS).

Izvorni izračuni koje su proveli nizozemski znanstvenici Hendrik Casimir i Dirk Polder 1948. () pretpostavili su postojanje dviju nenabijenih savršeno vodljivih metalnih ploča smještenih na udaljenosti a jedni od drugih. U ovom slučaju, sila F, po jedinici površine A, može se izračunati kao:

Prisutnost Planckove konstante ( ? = 1,05*10 -34 J*s) u brojniku ovog razlomka i određuje njegovu krajnju malenost.

Da bismo objasnili fizičko značenje ove sile, trebamo zapamtiti da su, u skladu s postulatima kvantne mehanike, stabilne vrijednosti energije čestica određene stacionarnom Schrödingerovom jednadžbom:

Ako je čestica u proizvoljnom potencijalnom polju i sposobna je za slobodne vibracije (oscilacije), a potencijal povratne sile opisan je funkcijom snage s parnim eksponentom (tj. parabolom), rješavanje jednadžbe daje sljedeće svojstvene vrijednosti energije E:

Gdje ? je vlastita frekvencija oscilatora, i ?? - kvant jednak razlici između energija razina i broja kvanta n I n-1. Taj se izraz naziva rješenjem Schrödingerove jednadžbe za harmonijski oscilator. Iz ovog rješenja je jasno da čak i ako je broj kvanta energije u oscilatoru n=0, energija harmonijskog oscilatora nije nula, nego ??/2 . Veličina ??/2 nazvao nula oscilacija harmonijski oscilator.

Ako ovu logiku proširimo na kvante elektromagnetskog zračenja – fotone (i upotrijebimo pristup sekundarna kvantizacija, koji koristi operatore stvaranja i uništenja fotona), tada se donekle aproksimativno pojava Casimirove sile može objasniti na sljedeći način: u nedostatku bilo kakvih objekata, cijeli prostor fizičkog vakuuma ispunjen je beskonačnim brojem harmonici oscilacija nulte točke elektromagnetskog polja (čak i u odsutnosti fotona, kao što je prikazano gore, energija vakuuma neće biti nula) s, sukladno tome, beskonačnim skupom valnih duljina.

Prisutnost dviju vodljivih ploča ograničava prostor na način da na njihovoj površini transverzalna komponenta električnog polja i normalna komponenta magnetskog polja postaju jednake nuli. To jest, stojni val s valnom duljinom od 2a/ k, gdje k- harmonijski broj (1, 2, 3 itd.). Istodobno, izvan ploča prostor fizičkog vakuuma ostaje nenarušen, a on vrši pritisak na ploče, nastojeći ih približiti jednu drugoj.

Prvi pokusi za otkrivanje Casimirove sile provedeni su već 1958. godine (), no njihova je točnost bila vrlo niska. Točnije, Casimirovu snagu odmjerio je Steve Lamoreaux 1997. ().

• Lurie Sergey Leonidovich, Ph.D.

Linkovi

1. Casimir H. B. G. i Polder D. Utjecaj retardacije na London-van der Waalsove sile//Physical Review - 1948. sv. 73(4). - str. 360–372 (prikaz, stručni).
2. Sparnaay M.J. Mjerenje privlačnih sila između ravnih ploča//Physica - 1958. sv. 24 (6-10) - str. 751 - 764 (prikaz, stručni).
3. Lamoreaux S. K. Demonstracija Casimirove sile u rasponu od 0,6 do 6 µm//Phys. vlč. Lett. - 1997. sv. 78 (1) - str. 5–8

Ilustracije Oznake Odjeljci

Enciklopedijski rječnik nanotehnologija. - Rusnano. 2010 .

Pogledajte što je "Kazimirova moć" u drugim rječnicima:

Casimirov efekt je učinak koji se sastoji u međusobnom privlačenju provodnih nenabijenih tijela pod utjecajem kvantnih fluktuacija u vakuumu. Najčešće govorimo o dvije paralelne nenabijene zrcalne plohe postavljene blizu... ... Wikipedia

Kazimirove snage

Ukupnost fizičkih fenomeni uzrokovani specifičnom polarizacijom vakuuma kvantiziranih polja zbog promjena u spektru oscilacija nulte točke u područjima s granicama iu prostorima s netrivijalnom topologijom. Predvidio X. Casimir 1948. godine... Fizička enciklopedija

Molimo ažurirajte podatke. U ovom članku podaci su uglavnom za 2007-2008... Wikipedia

Kazimirove sile- Casimirove sile Casimirove sile Sila privlačenja koja djeluje između dvije paralelne idealne zrcalne površine smještene u apsolutnom vakuumu. Kazimirova snaga je izrazito mala. Udaljenost na kojoj počinje biti koliko... ... Objašnjavajući englesko-ruski rječnik o nanotehnologiji. - M.

Fockovo stanje je kvantno mehaničko stanje s točno određenim brojem čestica. Ime je dobio po sovjetskom fizičaru V. A. Foku. Sadržaj 1 Svojstva Fockovih stanja 2 Energija stanja ... Wikipedia

Veliki knez cijele Rusije, također ponekad zvan Veliki, najstariji sin velikog kneza Vasilija Vasiljeviča Mračnog i njegove žene, velike kneginje Marije Jaroslavne, unuke princa. Vladimir Andrejevič Hrabri, rođ. 22. siječnja 1440., na spomendan... ... Velika biografska enciklopedija

U ovom članku vektori su podebljani, a njihove apsolutne vrijednosti u kurzivu, na primjer, . U klasičnoj mehanici, Laplace Runge Lenz vektor je vektor koji se uglavnom koristi za opisivanje oblika i orijentacije orbite, prema ... ... Wikipediji

U ovom članku vektori i njihove apsolutne vrijednosti prikazani su podebljano i kurzivom, npr. U klasičnoj mehanici, Laplace Runge Lenz vektor je vektor koji se uglavnom koristi za opisivanje oblika i orijentacije orbite duž koje ... ... Wikipedia