Ефект Казимира

Ефектом Казимира найчастіше називають виникнення дивною сили тяжіння між двома незарядженими паралельними пластинами у вакуумі. Один із способів зрозуміти, що таке ефект Казимира, – це спробувати уявити собі природу вакууму відповідно до квантової теорії поля. «Він далеко не порожній, – пишуть фізики Стівен Ройкрофт і Джон Свейн. – Вакуум наповнений флуктуирующими електромагнітні хвилями, від яких просто неможливо позбутися. Він як океан – там завжди присутні хвилі, і зупинити їх не можна. Ці флюктуіруючі коливання мають різні довжини хвиль, і їх присутність означає, що навіть у порожньому просторі є деяка кількість енергії ». Її називають енергією нульових коливань.

Якщо дві паралельні пластинки знаходяться дуже близько один від одного (наприклад, на відстані кількох нанометрів), то довгі хвилі не поміщаються між ними і кількість енергії вакууму між пластинками буде менше, ніж зовні. Це змусить пластини притягатися один до одного. Таке тяжіння було вперше передбачено в 1948 р голландським фізиком Хендріком Казимиром.

Теоретики роздумували над різними додатками ефекту Казимира. Наприклад, передбачалося, що його «негативна щільність енергії» може використовуватися для зміцнення покрівлі тунелів («кротячих нір») між різними областями простору-часу або ж для створення левітірующіе пристроїв на основі теоретичного передбачення радянського фізика Євгена Ліфшиця, який стверджував, що за деяких умов сили тяжіння в ефекті Казимира зміняться силами відштовхування. Сьогодні вчені працюють над створенням роботизованих пристроїв в масштабах мікро- і нанометрів, і при створенні таких крихітних пристроїв напевно доведеться враховувати ефект Казимира.

У квантовій теорії вакуум дійсно розглядається як море примарних віртуальних частинок, то з’являються, то зникають. З цієї точки зору, ефект Казимира виникає через те, що в просторі між пластинами знаходиться менше віртуальних фотонів, оскільки там заборонені деякі довжини хвиль. Надмірний тиск фотонів зовні пластин прагне притиснути їх один до одного. Відзначимо, що сили Казимира можна інтерпретувати і в рамках інших підходів без використання уявлень про енергію нульових коливань.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Властивості твердих тіл