אפקט קזימיר: צעד לקראת מסע בחלל. אנרגיה חופשית של Casimir Delay אפקטים בוואקום של Casimir

CASIMIR EFFECT, השם הכללי למגוון רחב של תופעות הנגרמות על ידי תנודות של מצב הוואקום של השדה (בפרט, אלקטרומגנטי) בנוכחות גבולות או שינויים בגיאומטריה (טופולוגיה) של החלל. מגוון תחומי הפיזיקה בהם מתבטא אפקט קזימיר הוא רחב מאוד - מפיזיקה סטטיסטית ועד לפיזיקה של חלקיקים ולקוסמולוגיה.

השפעתן של תנודות קוונטיות של השדה האלקטרומגנטי על האינטראקציה של גופים מקרוסקופיים ניטרליים חשמלית נחזה לראשונה על ידי הפיזיקאי התיאורטי ההולנדי H. Casimir (1948). הוא חישב שבגלל תנודות קוונטיות של השדה במצב הקרקע (וואקום), שני לוחות מקבילים, מוליכים באופן אידיאלי, בלתי טעונים, מופרדים בוואקום בפער ברוחב L, בטמפרטורת האפס המוחלטת צריכים להימשך בכוח. F ליחידת שטח:

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

כאשר h הוא הקבוע של פלאנק, c היא מהירות האור בוואקום. נוסחה כללית יותר לכוח המשיכה בין שתי שכבות דיאלקטריות, תוך התחשבות בתלות הקבוע הדיאלקטרי בתדר השדה, התקבלה על ידי א.מ. ליפשיץ ב-1954. כוח קזימיר F קטן מאוד למרחקים העולים על מספר מיקרומטרים, אולם ככל שהמרחק יורד, הוא גדל במהירות ובעבור L = 0.01 מיקרומטר (כמאה גדלים אטומיים), הלחץ השלילי האפקטיבי F מגיע לכמעט 1.3 10 6 Pa (13) אטמוספרות). לכן, התחשבות בכוחות קזימיר חשובה בעת תכנון מכשירים אלקטרומכניים שונים בגודל מיקרו וננו. לפעמים כוחות קזימיר נחשבים כביטוי של כוחות משיכה של ואן דר ואלס במרחקים "גדולים" (בקנה מידה אטומי), כאשר לא ניתן להזניח את העיכוב של האינטראקציה האלקטרומגנטית.

הניסויים הראשונים לבדיקת הנוסחאות של קזימיר וליפשיץ, שבוצעו בשנות החמישים, אישרו באופן איכותי את נוכחותו של כוח משיכה בין משטחים שטוחים וכדוריים של קוורץ (I. I. Abrikosov, B. V. Deryagin) ובין לוחות מתכת שטוחים (M. Sparnai , הולנד). ניתן היה לשפר משמעותית את הדיוק והאמינות של מדידות של כוחות קטנים (עד 10-12 N) ומרחקים (בטווח של 0.1-6 מיקרומטר) רק בסוף שנות ה-90 הודות להופעתם של מכשירים וטכנולוגיות חדשות, כגון מיקרוסקופ הכוח האטומי ומערכות מיקרו-אלקטרו-מכאניות. הדיוק הטוב ביותר שהושג הוא כ-1%. הושגה הסכמה מספקת בין התיאוריה לניסוי, אם כי פרטים מסוימים (לדוגמה, תלות הכוחות בטמפרטורה במרחקים העולים על מספר מיקרונים) דורשים הבהרה. כוח האינטראקציה בפועל תלוי באופן משמעותי בחומר ובמאפיינים של המשטחים, כך שגם עבור מוליכים טובים (זהב, נחושת) ערכו עשוי להיות שונה מהערך המחושב באמצעות הנוסחה (*) בעשרות אחוזים.

בשנת 1959, I. E. Dzyaloshinsky, E. M. Lifshits ו- L. P. Pitaevsky חזו את האפשרות של הופעת כוח דוחה במבנים רבדים בעלי קבועים דיאלקטריים שונים. לאחר מכן, נמצאו דגמים רבים אחרים ותצורות גיאומטריות המאפשרות כוח כזה, למשל, בשילוב של מוליך ומגנט אידיאלי או מבנים שונים של מטא-חומרים (מדיה מלאכותית עם מקדם שבירה שלילי). עם זאת, אין עדיין אישור ניסיוני לתוצאות התיאורטיות, אם כי נושא זה רלוונטי בקשר לפיתוח של מכשירים מיקרו-וננו-אלקטרו-מכניים.

אפקט קזימיר ממלא תפקיד חשוב בקוסמולוגיה בשל העובדה שבמסגרת תורת השדות הקוונטיים, נוצרת צפיפות אנרגית ואקום שאינה אפס בטמפרטורה אפסית. יש לכך חשיבות רבה לפתרון בעיית הקבוע הקוסמולוגי וקשורה למודל האינפלציוני של היקום. אפקט קזימיר משמעותי מאוד בפיזיקה של האדרון: בעת חישוב תכונותיהם, יש לקחת בחשבון את אנרגיית הקזימיר של שדות קווארק וגלואון. אפקט קזימיר נלקח בחשבון בתיאוריות שדה סופר-סימטריות ובמודלים של תיאוריית סוג קלוזה-קליין כאשר מנתחים את מנגנוני הדחיסה הספונטנית של ממדים מרחביים נוספים.

אם המשטחים המגבילים את תנועת השדה או המאפיינים שלהם תלויים בזמן, אז אנחנו מדברים על אפקט קזימיר לא נייח (או דינמי), שביטוי בולט שלו יכול להיות לידת פוטונים מוואקום עקב תנועת הגבולות של גופים מקרוסקופיים ניטרליים חשמלית. השפעה זו טרם התגלתה, שכן המספר החזוי של הפוטונים הנוצרים הוא פרופורציונלי לריבוע היחס בין מהירות התנועה האופיינית למהירות האור, כלומר, קטן מאוד. עם זאת, ניתן להגדיל את המספר הזה בסדרי גודל רבים הודות להפרעות קוונטיות אם הגבול יתנדנד עם משרעת מספקת ותקופה הקרובה למחצית מתקופת התנודה של מצב השדה האלקטרומגנטי שנבחר, תוך שימוש בהשפעה של תהודה פרמטרית. ניסוי כזה הוא ריאלי עבור תדרים באזור של כמה גיגה-הרץ.

ליט.: כוחות ברש יו. ש. ואן דר ואלס. מ', 1988; Mostepanenko V. M., Trunov N. N. אפקט קזימיר ויישומיו. מ', 1990; Bordag M., Mohideen U., Mostepanenko V. M. התפתחויות חדשות באפקט קזימיר // פיזיקה דוחות. 2001. כרך. 353. מס' 1-3.

אפקט קזימיר.

ב-1999, כמה מחבריי עסקו בייצור אבקות מתכת בגודל ננומטר. למה זה נחוץ מנקודת מבט מסחרית לא חשוב כאן. נעשה שימוש בטכנולוגיות שונות, אחת מהן הייתה עיבוי אדי מתכת בתנאים שונים. אבקה זו הועברה לאחר מכן לכור אחר לשימוש. כפי שאתה מבין, החומר הוא מאוד יוצא דופן מבחינת תכונות. החבר'ה היו בעיקר מדעני חומרים וכימאים בהכשרתם. וכך הם נתקלו בעובדה שזרימת האבקה הזו לא התרחשה כפי שהייתה צריכה לקרות מנקודת המבט של הפיזיקה הקלאסית. סוג הזרימה היה תלוי מאוד במוליכות האבקה, אם כי כל אלו היו מוליכים שהחליפו בקלות מטענים במגע. הם התחילו "לקטוף", מנקודת מבטם האפקט היה בלתי מובן. הם התחילו "לשרוק" את כל החברים שלהם, והגיע תורי. גם אני לא הצלחתי להבין באיזה סוג של אפקט זה מפריע, אבל לאורך ה"שרשרת" העברתי אותם לפיסיקאים.

הארון נפתח בפשטות - אפקט קזימיר. לא אכתוב מחדש את ההסבר להשפעה זו שניתן בויקיפדיה. אני פשוט אביא אותו.

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

"אפקט קזימיר הוא אפקט המורכב ממשיכה הדדית של הולכת גופים לא טעונים בהשפעת תנודות קוונטיות בוואקום. לרוב אנחנו מדברים על שני משטחי מראה לא טעונים מקבילים הממוקמים במרחק קרוב, אבל אפקט קזימיר קיים גם בגיאומטריות מורכבות יותר. הגורם לאפקט קזימיר הוא תנודות אנרגטיות בוואקום הפיזי עקב לידה והיעלמות מתמדת של חלקיקים וירטואליים בו. ההשפעה נחבאה על ידי הפיזיקאי ההולנדי הנדריק קזימיר (1909-2000) ב-1948, ומאוחר יותר אושרה בניסוי.

מהות האפקט

על פי תורת השדות הקוונטיים, הוואקום הפיזי אינו חלל מוחלט. זוגות של חלקיקים וירטואליים ואנטי-חלקיקים נולדים ונעלמים בו ללא הרף - מתרחשות תנודות (תנודות) קבועות של השדות הקשורים לחלקיקים אלו. בפרט, תנודות מתרחשות בשדה האלקטרומגנטי הקשור לפוטונים. בוואקום, פוטונים וירטואליים התואמים לכל אורכי הגל של הספקטרום האלקטרומגנטי נולדים ונעלמים. עם זאת, ברווח שבין משטחי מראה המרווחים קרוב המצב משתנה. באורכי תהודה מסוימים (מספר שלם או חצי שלם של פעמים בין המשטחים), גלים אלקטרומגנטיים מוגברים. בכל שאר האורכים, שהם גדולים יותר, להיפך, הם מדוכאים (כלומר, לידת הפוטונים הווירטואליים המתאימים מדוכאת). כתוצאה מכך, הלחץ של פוטונים וירטואליים מבפנים על שני המשטחים מתברר כפחות מהלחץ עליהם מבחוץ, שם לידת הפוטונים אינה מוגבלת בשום צורה. ככל שהמשטחים קרובים יותר זה לזה, כך פחות אורכי גל ביניהם נמצאים בתהודה ויותר מדוכאים. כתוצאה מכך, כוח המשיכה בין משטחים גדל.

ניתן לתאר את התופעה באופן פיגורטיבי כ"לחץ שלילי", כאשר מהוואקום נמנעת לא רק חלקיקים רגילים, אלא גם חלקיקים וירטואליים, כלומר "הכל נשאב החוצה ועוד קצת".

במקרה של גיאומטריה מורכבת יותר (לדוגמה, אינטראקציה של כדור ומישור או אינטראקציה של עצמים מורכבים יותר), הערך המספרי והסימן של המקדם משתנים, ולכן כוח קזימיר יכול להיות גם כוח משיכה וגם כוח דוחה."

סוף ציטוט.

המקרה הזה ראוי לציון בכך שהתנהגותה של מערכת מכנית גרידא - אבקת מתכת - התבררה כקשורה להשפעות קוונטיות ואחת ההשלכות הפחות מובנות שלהן, כפי שנראה לי, עבור רבים - חלקיקים וירטואליים.

במהלך השנים האחרונות, מדענים ניסו להוכיח שאנשים אינם זקוקים כלל לתלות בדלקים מאובנים.

הם טוענים שאנחנו ממשיכים להיאבק על מקורות אנרגיה, להרוס את הסביבה ולפגוע באמא אדמה. אנחנו ממשיכים להשתמש באותן שיטות ישנות שמייצרות טריליוני דולרים עבור אלו שנמצאים בצמרת תעשיית האנרגיה. התקשורת הארגונית ממשיכה לדחוף את הרעיון שאנחנו במשבר אנרגיה, שאנחנו מתקרבים לבעיה רצינית בגלל מחסור במשאבים.

מושג אנרגית נקודת אפס

כמה חוקרים טוענים שאותה קבוצת בעלי מניות שבבעלותה תעשיית האנרגיה היא גם בעלת מדיה ארגונית. נראה שזו עוד טקטיקת פחד ועוד תירוץ לאי שימוש באנרגיה חופשית. לדוגמה, הוא משמש בפועל.

איך יכול להיות מחסור במשאבים כשיש לנו מערכות שיכולות לספק משאבים ללא הלוואות חיצוניות? המשמעות היא שמערכות אלו יכולות לפעול ללא הגבלה ולספק משאבים לכדור הארץ כולו מבלי לשרוף דלקים מאובנים. זה יבטל את רוב ה"חשבונות" שאנשים משלמים כדי לחיות ולצמצם את ההשפעה המזיקה שיש לנו על כדור הארץ וסביבתו.

גם אם אינכם מאמינים ברעיון של אנרגיה חופשית (המכונה גם אנרגיית נקודת אפס), יש לנו כמה מקורות נקיים שהופכים את כל האנרגיה למיושנת.

מאמר זה יתמקד בעיקר במושג אנרגיה חופשית, אשר הוכח על ידי חוקרים ברחבי העולם שערכו ניסויים ופרסמו את עבודתם.

עם זאת, אם טכנולוגיות אנרגיה חדשות היו בחינם ברחבי העולם, השינויים היו עמוקים. זה ישפיע על כולם, זה יחול בכל מקום. טכנולוגיות אלו הן בהחלט הדבר החשוב ביותר שקרה בהיסטוריה של העולם.

כוח האנרגיה של קזימיר

אפקט קזימיר הוא הוכחה לדוגמא של אנרגיה חופשית שלא ניתן להפריך.

האנרגיה נחבאה על ידי הפיזיקאי התיאורטי הגרמני היינריך קזימיר ב-1948, אך לא הושגה בניסוי עקב היעדר טכנולוגיה באותה תקופה.

אפקט קזימיר ממחיש את האנרגיה של נקודת האפס או מצב הוואקום, החוזה ששני לוחות מתכת קרובים זה לזה ימשכו זה את זה בגלל חוסר איזון בתנודות הקוונטיות.

ההשלכות של זה מרחיקות לכת ונכתבו עליהן בפירוט בפיזיקה התיאורטית על ידי חוקרים ברחבי העולם. היום אנחנו מתחילים לראות שהמושגים האלה הם לא רק תיאורטיים, אלא גם מעשיים.

שואבי אבק נחשבים בדרך כלל לחללים, אך הנדריק קזימיר האמין שהם אינם מכילים תנודות של גלים אלקטרומגנטיים. הוא שיער ששני לוחות מתכת המוחזקים בוואקום יכולים לספוג גלים, וליצור אנרגיית ואקום שיכולה למשוך או להדוף את הלוחות.

אם מניחים שני לוחות בוואקום, הם מושכים זה את זה והכוח הזה נקרא אפקט קזימיר כאנרגיית הוואקום (תנודות נקודת אפס). מחקרים אחרונים שנערכו באוניברסיטת הרווארד ובאוניברסיטת אמסטרדם ובמקומות אחרים אישרו את נכונות אפקט קזימיר.

עם זאת, כוח הקזימיר חלש מאוד ומתגלה אם הגופים מופרדים בכמה מיקרונים וגדל בחדות אם הגופים מתקרבים למרחק של פחות ממיקרון.

במרחק של 10 ננומטר (מאות בגודל של אטום טיפוסי), כוח קזימיר דומה ללחץ אטמוספרי.

ומאוחר יותר אושר בניסוי.

מהות האפקט

אֲנָלוֹגִיָה

תופעה דומה לאפקט קזימיר נצפתה עוד במאה ה-18 על ידי מלחים צרפתים. כאשר שתי ספינות, המתנדנדות מצד לצד בתנאים של ים חזק אך מעט רוח, היו במרחק של פחות מ-40 מטרים זה מזה, אז כתוצאה מהפרעות גלים במרווח שבין הספינות, פסקה ההתרגשות. הים השקט בין הספינות יצר פחות לחץ מהים הגועש בצדדים החיצוניים של הספינות. כתוצאה מכך, קם כוח שנטה לדחוף את הספינות הצידה. כאמצעי נגד, ספרי שיט מתחילת המאה ה-18 המליצו לשתי הספינות לשלוח סירת הצלה עם 10 עד 20 מלחים כדי לדחוק את הספינות.

מחקר מודרני על אפקט קזימיר

• אפקט קאזימיר עבור דיאלקטריות
• אפקט קזימיר בטמפרטורה שאינה אפס
• קשר בין אפקט קזימיר להשפעות או ענפים אחרים של הפיזיקה (קשר עם אופטיקה גיאומטרית, דה-קוהרנטיות, פיזיקה פולימרית)
• אפקט קזימיר דינמי
• תוך התחשבות באפקט Casimir בעת פיתוח מכשירי MEMS רגישים במיוחד.

אפקט קזימיר בספרות

אפקט קזימיר מתואר בפירוט מסוים בספר המדע הבדיוני של ארתור סי קלארק " אור של ימים אחרים", שם הוא משמש ליצירת שני חורי תולעת זוגיים במרחב-זמן, והעברת מידע דרכם.

כתוב ביקורת על המאמר "אפקט קזימיר"

סִפְרוּת

• Mostepanenko V. M., Trunov N. N.. UFN, 1988, כרך 156, מס'. 3, עמ'. 385-426.
• Grib A. A., Mamaev S. G., Mostepanenko V. M.. השפעות קוונטיות ואקום בשדות חזקים. - מ.: Energoatomizdat, 1988.

הערות

קישורים

קטע המאפיין את אפקט קזימיר

- לא.
– ראית את דופורט הרקדן המפורסם? ובכן, אתה לא תבין. זה מה שאני. – נטשה לקחה את חצאיתה, עגולה את זרועותיה, בעודן רוקדות, רצה כמה צעדים, התהפכה, עשתה צרור, בעטה ברגלה ברגלה ועמדה על קצות גרביה, הלכה כמה צעדים.
- אני עומד? אחרי הכל, היא אמרה; אבל לא יכלה להתאפק על קצות אצבעותיה. - אז זה מה שאני! לעולם לא אתחתן עם אף אחד, אבל אהפוך לרקדנית. אבל אל תספר לאף אחד.
רוסטוב צחק כל כך חזק ועליז עד שדניסוב מחדרו התקנא, ונטשה לא יכלה להתאפק ולצחוק איתו. - לא, זה טוב, לא? – היא המשיכה לומר.
אוקיי, אתה לא רוצה להתחתן עם בוריס יותר?
נטשה הסמיקה. - אני לא רוצה להתחתן עם אף אחד. אני אגיד לו את אותו הדבר כשאראה אותו.
- ככה זה! – אמר רוסטוב.
"טוב, כן, הכל כלום," המשיכה נטשה לפטפט. - למה דניסוב טוב? - היא שאלה.
- טוב.
- ובכן, להתראות, תתלבשי. הוא מפחיד, דניסוב?
- למה זה מפחיד? – שאל ניקולס. - לא. ואסקה נחמדה.
– אתה קורא לו ואסקה – מוזר. וכי הוא טוב מאוד?
- טוב מאוד.
- נו, בוא מהר ושתה תה. יַחַד.
ונטאשה עמדה על קצות האצבעות ויצאה מהחדר כמו שרקדנים עושים, אבל מחייכת כמו שרק בנות בנות 15 שמחות מחייכות. לאחר שפגש את סוניה בסלון, רוסטוב הסמיק. הוא לא ידע איך להתמודד איתה. אתמול הם התנשקו בדקה הראשונה של שמחת הדייט שלהם, אבל היום הם הרגישו שאי אפשר לעשות את זה; הוא הרגיש שכולם, אמו ואחיותיו, הביטו בו בשאלה וציפו ממנו איך יתנהג איתה. הוא נישק את ידה וקרא לה אתה - סוניה. אבל עיניהם, לאחר שנפגשו, אמרו "אתם" זה לזה והתנשקו ברכות. במבטה ביקשה ממנו סליחה על כך שבשגרירות נטשה העזה להזכיר לו את הבטחתו והודתה לו על אהבתו. במבטו הודה לה על הצעת החופש ואמר שבצורה כזו או אחרת, הוא לא יפסיק לאהוב אותה, כי אי אפשר שלא לאהוב אותה.
"כמה זה מוזר," אמרה ורה, בוחרת ברגע כללי של שתיקה, "שסוניה וניקולנקה נפגשו עכשיו כמו זרים." - ההערה של ורה הייתה הוגנת, כמו כל ההערות שלה; אבל כמו רוב דבריה, כולם הרגישו מביכים, ולא רק סוניה, ניקולאי ונטשה, אלא גם הרוזנת הזקנה, שפחדה מאהבתו של הבן הזה לסוניה, שעלולה למנוע ממנו מסיבה מבריקה, הסמיקה כמו ילדה. . דניסוב, להפתעתו של רוסטוב, במדים חדשים, פומדים ומבושמים, הופיע בסלון נאה כפי שהיה בקרב, וחביב על גבירותיי ורבותיי כפי שרוסטוב מעולם לא ציפה לראותו.

בשובו למוסקבה מהצבא, ניקולאי רוסטוב התקבל על ידי משפחתו כבן הטוב, הגיבור והאהוב ניקולושקה; קרובי משפחה - כצעיר מתוק, נעים ומכבד; מכרים - כמו סגן הוסאר נאה, רקדן מיומן ואחד החתנים הטובים במוסקבה.
בני הזוג רוסטוב הכירו את כל מוסקבה; השנה היה לרוזן הזקן מספיק כסף, כי כל אחוזותיו נמשכו מחדש, ולכן ניקולושקה, לאחר שקיבל את הטרטר שלו ואת החותלות האופנתיות ביותר, מיוחדות שלא היו לאף אחד אחר במוסקבה, ומגפיים, האופנתיות ביותר. , עם הגרביים הכי מחודדות ודורבני כסף קטנים, נהנו מאוד. רוסטוב, שחזר הביתה, חווה תחושה נעימה לאחר תקופה מסוימת שניסה בעצמו לתנאי החיים הישנים. נדמה היה לו שהוא התבגר וגדל מאוד. ייאוש מכך שלא הצליח לעבור בחינה על פי חוק ה', ללוות כסף מגברילה לנהג מונית, נשיקות סודיות עם סוניה, הוא זכר את כל זה כילדותיות, שממנה היה כעת רחוק לאין שיעור. עכשיו הוא סגן הוסאר במנטיקה כסופה, עם ג'ורג' של חייל, מכין את הטרור שלו לרוץ, יחד עם ציידים מפורסמים, קשישים, מכובדים. הוא מכיר גברת בשדרה שאותה הוא הולך לראות בערב. הוא ערך מזורה בנשף של הארכארובים, דיבר על המלחמה עם פילדמרשל קמנסקי, ביקר במועדון אנגלי, והיה ביחסי ידידות עם קולונל בן ארבעים שדניסוב הכיר לו אותו.
התשוקה שלו לריבון נחלשה במקצת במוסקבה, שכן בתקופה זו הוא לא ראה אותו. אבל הוא דיבר לעתים קרובות על הריבון, על אהבתו אליו, והרגיש שהוא עדיין לא מספר הכל, שיש משהו אחר ברגשותיו כלפי הריבון שלא יכול להיות מובן על ידי כולם; ובכל לבי שיתף את תחושת ההערצה הכללית במוסקבה באותה תקופה לקיסר אלכסנדר פבלוביץ', אשר במוסקבה באותה עת ניתן לו שם של מלאך בבשר.
במהלך שהותו הקצרה הזו של רוסטוב במוסקבה, לפני יציאתו לצבא, הוא לא התקרב, אלא להיפך, נפרד מסוניה. היא הייתה מאוד יפה, מתוקה, וברור מאוהבת בו בלהט; אבל הוא היה בתקופה ההיא של נעורים כשנראה שיש כל כך הרבה מה לעשות שאין זמן לעשות את זה, והצעיר מפחד להסתבך - הוא מעריך את החופש שלו, שהוא צריך עבור רבים דברים אחרים. כשחשב על סוניה במהלך השהות החדשה הזו במוסקבה, אמר לעצמו: אה! יהיו עוד הרבה, הרבה יותר כאלה, איפשהו, עדיין לא ידוע לי. עדיין יהיה לי זמן להתעלס מתי שארצה, אבל עכשיו אין זמן. בנוסף, נדמה היה לו שיש משהו משפיל לאומץ ליבו בחברה הנשית. הוא הלך לנשף ולחברותא, והעמיד פנים שהוא עושה זאת בניגוד לרצונו. ריצה, מועדון אנגלי, בילבול עם דניסוב, טיול לשם - זה היה עניין אחר: זה היה כיאה להוסאר משובח.
בתחילת מרץ היה הרוזן הזקן איליה אנדרייך רוסטוב עסוק בארגון ארוחת ערב במועדון אנגלי לקבלת הנסיך בגרטיון.
הרוזן לבוש חלוק הסתובב באולם, נתן פקודות לעוזרת הבית של המועדון ולתיאוקטיסטוס המפורסם, הטבח הבכיר של המועדון האנגלי, על אספרגוס, מלפפונים טריים, תותים, עגל ודגים לארוחת הערב של הנסיך בגרטיון. הרוזן, מיום הקמת המועדון, היה חבר ומנהל עבודה בו. הוא הופקד על ידי המועדון לארגן חגיגה לבגרציה, כי רק לעתים רחוקות מישהו ידע לארגן סעודה בצורה כה מפוארת, באורח רוח, במיוחד כי רק לעתים רחוקות מישהו ידע איך ורצה לתרום מכספו אם היה צורך לארגן הסעודה. הטבח ועוזרת הבית של המועדון הקשיבו לפקודות הרוזן בפרצופים עליזים, כי הם ידעו שתחת אף אחד אחר לא יוכלו להרוויח טוב יותר מארוחת ערב שעלתה כמה אלפים.
– אז תראו, שימו צדפות, צדפות בעוגה, אתם יודעים! "אז יש שלושה קרים?..." שאל הטבח. הרוזן חשב על זה. "לא פחות, שלוש פעמים מיונז," הוא אמר, מכופף את אצבעו...
– אז, האם תורות לנו לקחת סטרלטים גדולים? – שאלה עוזרת הבית. - מה אנחנו יכולים לעשות, לקחת את זה אם הם לא ייכנעו. כן, אבי, שכחתי. אחרי הכל, אנחנו צריכים עוד מנה ראשונה לשולחן. אה, אבות שלי! "הוא אחז בראשו. - מי יביא לי פרחים?
- מיטינקה! ומיטינקה! "סע, מיטינקה, לאזור מוסקבה," הוא פנה למנהל שנכנס לקריאתו, "קפוץ לאזור מוסקבה ועכשיו תגיד למקסימקה להלביש את הקורווה עבור הגנן. תגיד להם לגרור את כל החממות לכאן ולעטוף אותן לבד. כן, כדי שיהיו לי מאתיים סירים כאן עד יום שישי.
לאחר שנתן עוד ועוד פקודות שונות, יצא לנוח עם הרוזנת, אך נזכר בעוד משהו שהוא צריך, החזיר בעצמו, החזיר את הטבח ואת עוזרת הבית, ושוב החל לתת פקודות. הליכה קלילה גברית וצלצול דורבנים נשמעו בדלת, ולרוזן הצעיר נכנס רוזן נאה, אדמדם, עם שפם שחור, נח ומטופח כנראה מחייו השקטים במוסקבה.
- הו, אחי! "הראש שלי מסתובב," אמר הזקן, כאילו מתבייש, מחייך מול בנו. - לפחות תוכל לעזור! אנחנו צריכים עוד כותבי שירים. יש לי מוזיקה, אבל כדאי להזמין את הצוענים? אחיך הצבאיים אוהבים את זה.
"באמת, אבא, אני חושב שהנסיך בגרטיון, כשהתכונן לקרב שנגראבן, הפריע פחות ממך עכשיו," אמר הבן וחייך.
הרוזן הזקן העמיד פנים שהוא כועס. - כן, אתה מפרש את זה, אתה מנסה את זה!
והרוזן פנה אל הטבח, אשר בפנים אינטליגנטיות ומכובדות הביט באב ובנו בהתבוננות ובחיבה.
- איך הם אנשים צעירים, אה, פוקיסט? – אמר, – צוחקים הזקנים על אחינו.
"ובכן, הוד מעלתך, הם רק רוצים לאכול טוב, אבל איך להרכיב ולהגיש הכל זה לא עניינם."
"נו, נו," צעק הרוזן, ותפס בעליזות את בנו בשתי ידיו, הוא צעק: "אז זהו, הבנתי אותך!" עכשיו קח את זוג המזחלות ולך לבזוחוב, ותגיד שהרוזן, הם אומרים, שלח איליה אנדריך לבקש ממך תותים טריים ואננס. אתה לא תקבל את זה מאף אחד אחר. זה לא שם, אז אתה נכנס, תגיד לנסיכות, ומשם, זה מה, לך לרזגולאי - איפטקה העגלון יודע - מצא שם את איליושקה הצועני, זה מה שהרוזן אורלוב רקד איתו, כזכור, בקוזק לבן, ולהחזיר אותו לכאן אליי.
– ולהביא אותו לכאן עם הצוענים? – שאל ניקולאי בצחוק. - נו טוב!…
בזמן הזה, בצעדים חרישיים, במבט ענייני, טרוד ובו בזמן ענווה נוצרית שלא עזב אותה, נכנסה אנה מיכאילובנה לחדר. למרות העובדה שבכל יום מצאה אנה מיכאילובנה את הרוזן בחלוק, בכל פעם הוא היה נבוך מולה וביקש להתנצל על החליפה שלו.
"כלום, הרוזן, יקירתי," היא אמרה ועצמה את עיניה בענווה. "ואני אלך לבזוקוי," היא אמרה. "פייר הגיע, ועכשיו נקבל הכל, הרוזן, מהחממות שלו." הייתי צריך לראות אותו. הוא שלח לי מכתב מבוריס. תודה לאל, בוריה נמצאת כעת במפקדה.

Casimir force מונח Casimir force מונח באנגלית Casimir forces מילים נרדפות אפקט Casimir קיצורים מונחים קשורים הגדרה: כוח הנגרם מנוכחות של תנאי גבול לכימות משני של תנודות נקודת אפס של השדה האלקטרומגנטי בוואקום. במקרה המסוים של שני לוחות מקבילים מוליכים לא טעונים הוא כוח המשיכה ביניהם.
תיאור

בסטנדרטים מקרוסקופיים, כוח קזימיר זניח. עם זאת, עבור עצמים בגודל של כמה ננומטרים ובהתאמה, מסה נמוכה במיוחד, כוח קזימיר הופך בולט מאוד ויש לקחת אותו בחשבון בעת ​​תכנון מכשירים ננו-אלקטרומכניים (NEMS).

החישובים המקוריים שבוצעו על ידי המדענים ההולנדיים הנדריק קזימיר ודירק פולדר בשנת 1948 () הניחו את נוכחותם של שני לוחות מתכת לא טעונים מוליכים בצורה מושלמת הממוקמים במרחק אמאחד לשני. במקרה זה, כוח ו, ליחידת שטח א, ניתן לחשב כך:

הנוכחות של הקבוע של פלאנק ( ? = 1.05*10 -34 J*s) במונה של שבר זה וקובע את הקטנות הקיצונית שלו.

כדי להסביר את המשמעות הפיזית של כוח זה, עלינו לזכור כי בהתאם להנחות של מכניקת הקוונטים, ערכים יציבים של אנרגיית חלקיקים נקבעים על ידי משוואת שרדינגר הנייחת:

אם החלקיק נמצא בשדה פוטנציאל שרירותי ומסוגל לתנודות חופשיות (תנודות), והפוטנציאל של הכוח המשחזר מתואר על ידי פונקציית כוח עם מעריך שווה (כלומר, פרבולה), פתרון המשוואה נותן את הערכים העצמיים הבאים של אנרגיה ה:

איפה ? הוא התדר הטבעי של המתנד, ו ?? - קוונט שווה להפרש בין האנרגיות של הרמות למספרי הקוונטות נו n-1. ביטוי זה נקרא הפתרון למשוואת שרדינגר עבור מתנד הרמוני. מפתרון זה ברור שגם אם מספר קוונטות האנרגיה במתנד נ=0, האנרגיה של המתנד ההרמוני אינה אפס, אבל ??/2 . גודל ??/2 שקוראים לו אפס תנודותמתנד הרמוני.

אם נרחיב את ההיגיון הזה לקוואנטות של קרינה אלקטרומגנטית - פוטונים (ותשתמש בגישה קוונטיזציה משנית, שמשתמש באופרטורים של יצירה והשמדה של פוטונים), אז בקירוב מסוים ניתן להסביר את הופעת כוח קזימיר באופן הבא: בהיעדר אובייקטים כלשהם, כל החלל של הוואקום הפיזי מתמלא במספר אינסופי של הרמוניות של תנודות נקודת אפס של השדה האלקטרומגנטי (גם בהעדר פוטונים, כפי שמוצג לעיל, אנרגיית הוואקום לא תהיה אפס) עם, בהתאם, קבוצה אינסופית של אורכי גל.

נוכחותם של שני לוחות מוליכים מגבילה את החלל באופן שעל פני השטח שלהם הרכיב הרוחבי של השדה החשמלי והרכיב הרגיל של השדה המגנטי הופכים לשווים לאפס. כלומר, גל עומד עם אורך גל של 2א/ק, איפה ק- מספר הרמוני (1, 2, 3 וכו'). יחד עם זאת, מחוץ לצלחות, מרחב הוואקום הפיזי נותר ללא הפרעה, והוא זה שמפעיל לחץ על הלוחות, מנסה לקרב אותם זה לזה.

הניסויים הראשונים לאיתור כוח קזימיר בוצעו כבר בשנת 1958 (), אולם הדיוק שלהם היה נמוך מאוד. ליתר דיוק, כוחו של קזימיר נמדד על ידי סטיב לאמורו ב-1997 ().

• לוריא סרגיי ליאונידוביץ', Ph.D.

קישורים

1. Casimir H. B. G., and Polder D. The Influence of Retardation on the London-van der Waals Forces//Physical Review - 1948. vol. 73(4). - עמ' 360–372
2. Sparnaay M.J. מדידת כוחות משיכה בין לוחות שטוחים//Physica - 1958. כרך. 24 (6-10) - עמ'. 751 - 764
3. Lamoreaux S. K. הדגמה של כוח קזימיר בטווח של 0.6 עד 6 מיקרומטר//Phys. לְהַאִיץ. Lett. - 1997. כרך. 78 (1) - עמ'. 5–8

איורים תגיות קטעים

מילון אנציקלופדיות לננוטכנולוגיות. - רוסנאנו. 2010 .

ראה מה זה "כוחו של קזימיר" במילונים אחרים:

אפקט קזימיר הוא אפקט המורכב ממשיכה הדדית של הולכת גופים לא טעונים בהשפעת תנודות קוונטיות בוואקום. לרוב אנו מדברים על שני משטחי מראה לא טעונים מקבילים הממוקמים קרוב... ... ויקיפדיה

כוחותיו של קזימיר

מכלול הפיזי תופעות הנגרמות על ידי הקיטוב הספציפי של הוואקום של שדות קוונטיים עקב שינויים בספקטרום של תנודות נקודת אפס באזורים עם גבולות ובמרחבים עם טופולוגיה לא טריוויאלית. ניבא על ידי X. Casimir בשנת 1948... אנציקלופדיה פיזית

נא לעדכן את הנתונים במאמר זה הנתונים מובאים בעיקר לשנים 2007-2008... ויקיפדיה

כוחות קזימיר- כוחות קזימיר כוחות קזימיר כוח המשיכה הפועל בין שני משטחי מראה אידיאליים מקבילים הממוקמים בוואקום מוחלט. כוחו של קזימיר נמוך ביותר. המרחק שבו זה מתחיל להיות כמה... ... מילון אנגלי-רוסי מסביר על ננוטכנולוגיה. - M.

מצב Fock הוא מצב מכני קוונטי עם מספר מוגדר במדויק של חלקיקים. נקרא על שם הפיזיקאי הסובייטי V. A. Fok. תוכן 1 מאפיינים של מדינות פוק 2 אנרגיה של מדינות ... ויקיפדיה

הדוכס הגדול של כל רוסיה, הנקרא לפעמים הגדול, בנם הבכור של הדוכס הגדול וסילי ואסילביץ' האפל ואשתו, הדוכסית הגדולה מריה ירוסלבנה, נכדתו של הנסיך. ולדימיר אנדרייביץ' אמיץ, ב. 22 בינואר 1440, ביום הזיכרון... ... אנציקלופדיה ביוגרפית גדולה

במאמר זה, וקטורים מודגשים והערכים המוחלטים שלהם נטויים, למשל, . במכניקה הקלאסית, וקטור Laplace Runge Lenz הוא וקטור המשמש בעיקר לתיאור הצורה והכיוון של מסלול, על פי ... ... ויקיפדיה

במאמר זה, וקטורים והערכים המוחלטים שלהם מוצגים בהדגשה ונטוי, למשל. במכניקה הקלאסית, וקטור Laplace Runge Lenz הוא וקטור המשמש בעיקר לתיאור הצורה והכיוון של המסלול שלאורכו ... ... ויקיפדיה