Kakšen je učinek Casimirja?

The Casimir efekt je rezultat kvantna fizika zdi se, da kljubuje logiki vsakdanjega sveta. V tem primeru nastane energija vakuuma iz "praznega prostora", ki dejansko deluje na fizične predmete. Čeprav se to morda zdi bizarno, je dejstvo, da je učinek Casimirja že večkrat eksperimentalno preverjen in na nekaterih področjih nanotehnologije ponuja nekaj uporabnih aplikacij.

Najosnovnejši opis učinka Casimira vključuje situacijo, ko imate dve neobremenjeni kovinski plošči drug ob drugem, z vakuumom med njima. Običajno mislimo, da med ploščami ni nič (in s tem ni sile), vendar se izkaže, da se situacija, ko analiziramo s pomočjo kvantne elektrodinamike, zgodi nekaj nepričakovanega. The navidezni delci ustvarjeni znotraj vakuuma, ustvarjajo virtualne fotone, ki delujejo med nepopolnimi kovinskimi ploščami. Kot rezultat, če so plošče izjemno blizu (manj kot a mikronov) potem bo to postalo prevladujoča sila. Sila hitro pade naprej, kolikor drugje je kraj. Kljub temu je bil ta učinek izmerjen na približno 15% vrednosti, ki jo je predvidela sama teorija, iz česar je jasno, da je učinek Casimirja povsem dejanski.

instagram viewer

Dva nizozemska fizika, ki sta leta 1948 delala v raziskovalnem laboratoriju Philips, Hendrik B. G. Casimir in Dirk Polder sta predlagala učinek med delom na lastnostih tekočine, na primer zakaj majoneza teče tako počasi... kar samo kaže, da nikoli ne veš, od kod prihaja pomemben vpogled.

Različica Casimirjevega učinka je dinamični Casimirjev učinek. V tem primeru se ena od plošč premakne in povzroči kopičenje fotonov znotraj območja med ploščami. Te plošče se zrcalijo, tako da se fotoni še naprej kopičijo med njimi. Ta učinek je bil eksperimentalno preverjen maja 2011 (kot je navedeno v Znanstveni ameriški in Pregled tehnologije).

Ena od možnih aplikacij bi bila uporaba dinamičnega učinka Casimirja kot sredstva za ustvarjanje pogonski motor za vesoljsko plovilo, ki bi teoretično pognal ladjo z uporabo energije iz vakuum. To je zelo ambiciozna uporaba učinka, toda zdi se, da je nekaj naklonjenosti predlagala egipčanska najstnica Aisha Mustafa, ki je izum patentirala. (To samo po sebi seveda ne pomeni veliko, saj obstaja celo patent na časovnem stroju, kot je opisano v nefikcionalni knjigi dr Ronalda Malletta Časovni popotnik. Še veliko dela je treba opraviti, da vidimo, ali je to izvedljivo ali je to samo še en domišljijski in neuspešni poskus večni stroj za gibanje, toda tukaj je nekaj člankov, ki se osredotočajo na prvotno napoved (in o morebitnem napredku bom dodal še več):

Pojavljali so se tudi različni predlogi, da bi lahko bizarno obnašanje učinka Casimir imelo uporabo v nanotehnologiji - torej v zelo majhnih napravah, izdelanih v atomskih velikostih.

instagram story viewer