Această secțiune lipsesc referințele bibliografice la sursele de informații.
Conform teoriei câmpului cuantic. vid fizic nu este un vid absolut. In ea sunt produse în mod continuu și dispar pereche virtuale de particule antiparticulă - există oscilații constante (fluctuații) asociate cu aceste câmpuri particule. În special, fluctuațiile asociate fotonii câmpului electromagnetic apar. Crearea de vid și anihilarea de fotoni virtuale corespunzătoare toate lungimile de undă ale spectrului electromagnetic. Cu toate acestea, în spațiul dintre suprafețele netede aflate la distanțe mici se schimbă. La anumite lungimi de undă rezonante (întregi sau pe jumătate întregi ori intercalate între suprafețe), undele electromagnetice sunt amplificate. Pe toate celelalte aceeași lungime care este mai mare, prin contrast, sunt suprimate (de exemplu, a suprimat nașterea fotonii virtuale respective). Acest lucru se datorează faptului că, în spațiul dintre plăcile pot exista doar valuri în picioare pe plăci a căror amplitudine este egală cu zero. Ca urmare, presiunea din interiorul fotonii virtuale la cele două suprafețe este mai mică decât presiunea asupra lor din exterior. în cazul în care nașterea fotonilor nu este limitat. Mai aproape împreună suprafața, cu atât mai mic este lungimea de undă la rezonanța dintre ele, și mai mult - este suprimata. O astfel de stare de vid, în literatura de specialitate se face referire uneori Casimir vid. Ca o consecință, crește forța de atracție între suprafețele.
Fenomenul poate fi descris în mod figurativ ca „presiune negativa“, atunci când vidul lipsit nu numai convenționale, dar, de asemenea, o parte din particule virtuale, care este „pompat totul și un pic mai mult.“ Acest fenomen este, de asemenea, legat discuție efectul Scharnhorst.
Un fenomen similar cu efectul Casimir a fost observat în marinarii francezi din secolul al XVIII-lea. Atunci când cele două nave. legănându-se dintr-o parte în alta într-o mare grea. dar vântul de lumină. a apărut la o distanță de mai puțin de aproximativ 40 de metri, ca urmare a undelor de interferență în spațiul dintre agitarea a fost oprit nave. Calm mare între nave generează o presiune mai mică decât valurile din partea exterioară a navei. Rezultatul a fost o forță care tinde să împingă nava. Ca o contramăsură, pornire manuală maritimă din 1800 a recomandat ca ambele nave trimise cu barca de la 10-20 marinari pentru a împinge în afară navele. Datorită acestui efect astăzi, în ocean format insula de gunoi.
De asemenea, efectul seamănă cu teoria cinetică a Lesage gravitației. constând în organisme cu fiecare alte adâncituri sub presiunea unor particule ipotetice.
Amploarea forței Casimir
Forța gravitațională care acționează asupra zonei unității F c / A / A> pentru cele două suprafețe ideale specular paralele în vid absolut este
Acest lucru arată că forța Casimir este foarte mică. Distanța de la care începe să fie cantități apreciabile de ordinul mai multor micrometri. Cu toate acestea, fiind invers proporțională cu puterea a 4-a distanței, este în creștere foarte rapid odată cu scăderea acesteia din urmă. La distanțe de ordinul a 10 nm - sute atom mărimi tipice - presiunea generată de efectul Casimir este comparabil cu presiunea atmosferică.
In cazul mai multor geometrii complexe (de exemplu, interacțiunea sferei și un plan sau interacțiunea obiecte mai complexe) și valoarea numerică a modificărilor coeficientului de semn [1]. astfel încât forța Casimir poate fi o forță de atracție și forță de respingere.
În ciuda faptului că, în formula pentru forța Casimir nu este constantă structura fină α - caracteristica de bază a interacțiunii electromagnetice - acest efect, cu toate acestea, are origine electromagnetică. După cum se arată în [2]. la plăcile de înmatriculare ale conductivitate finită devine dependentă de α. și o expresie standard pentru forța apare în cazul limită de α »m c / 4 π ℏ n d 4>. unde n - densitatea de electroni din placa.
Hendrik Casimir a lucrat la Philips Research Laboratories din Olanda, angajate în studierea soluțiilor coloidale - substanțe vâscoase având în particulele sale structura de dimensiuni micronice. Unul dintre colegii săi, Theo Overbeek (Theo Overbeek), a constatat că comportamentul soluțiilor coloidale nu este complet în concordanță cu teoria existente și a cerut Casimir pentru a investiga problema. La scurt timp Casimir a concluzionat că abaterile de la comportamentul prezis, teoretic, pot fi explicate dacă luăm în considerare efectul fluctuațiilor de vid pe interacțiunile intermoleculare. Acest lucru l-au dus la întrebarea, ce efect ar putea fluctuațiile de vid în cele două suprafețe de oglindă paralele, și a condus la faimoasa predicție a existenței forțelor de atracție între acestea din urmă.
Studiul modern al efectului Casimir
- efect Casimir pentru dielectric
- efect Casimir la temperatura nenul
- Feedback efect Casimir și alte efecte sau secțiuni de fizică (conexiune cu optica geometrice. Decoerenta. Polimer Physics)
- Cazimir efect dinamic
- seama de efectul Casimir în dezvoltarea extrem de sensibile MEMS dispozitive.
Efectul Casimir în literatura de specialitate
În unele detaliu efectul Casimir este descris în carte science fiction Artura Klarka, „având în vedere alte zile [en]», în cazul în care este folosit pentru a crea două perechi de găuri de vierme în spațiu-timp, și transmiterea prin intermediul lor.
- Mostepanenko VM Trunov NN .. efect Casimir și aplicațiile sale. Phys. 1988, t. 156, nr. 3, p. 385-426.
- Ciuperca A. A. Mamaev SG Mostepanenko VM .. Vacuum efecte cuantice in domenii puternice. - M. Energoatomisdat 1988.