Casimirov učinak

Prije otprilike 50 godina, Heinrich Kazimir je otkrio da je u vakuumu između dvije površine definitivno snaga privlačenja.

Ako uzmete dva zrcala i ugradite ih u prazan prostor, započinje atrakcija između njih, jer između njih postoji vakuum. Ovaj fenomen otkrio je Casimir 1948. godine, kada je bio angažiran istraživačke aktivnosti u znanstvenom centru u Eindhovenu. Taj je fenomen zvao Casimirov efekt, a sila koja se pojavljuje između dva ogledala moć je Casimira.

Već dugo vremena vjerovalo se da Casimirov učinak nije ništa više nego zabavna teorija. Međutim, u posljednje vrijeme došlo je do povećanog interesa za ovaj fenomen. Utvrđeno je da Casimirova sila izravno utječe na mikroskopske mehanizme, a zahvaljujući napretku u tehničkoj opremi ta se snaga može mjeriti s povećanom točnosti.

Ovaj efekt može biti od interesa za temeljnu fiziku. Postoje mnoge teorije, prema kojima postoje proširene dimenzije u desetdimenzionalnim i jedanaestimenzijskim teorijama. U skladu s tim teorijama postoji određeno odstupanje od standardne gravitacije Newtona na udaljenosti od najmanjih frakcija milimetra. Stoga mjerenjem učinka Casimirovog učinka možemo provjeriti podatke hipoteze.

Proučavanje Casimirovih koloidnih rješenja

Radim u znanstvenom centru u Eindhovenu, Kazimir je istraživao svojstva koja su karakteristična za koloidna rješenja. To su tvari s visokim indeksom viskoziteta, u kojima postoje čestice veličine mikrona. Njihova svojstva definiraju Van der Waalsove sile - to su dugoročne atrakcijske sile koje nastaju između molekula i atoma koji su neutralni.

Theo Overbeek, Casimir kolega, rekao je teorija Fritz London opisati sile Van der Waalsove sile može dati točnu procjenu eksperimentalnih podataka. Upitao je Casimira da radi na ovom problemu. Casimir je utvrdio da je nemoguće točno opisati interakciju promatranih između dviju neutralnih molekula, proizašle iz činjenice da brzina svjetlosti je konstantna.

Nakon toga, znanstvenik je primijetio da se ovaj rezultat može opisati ako uzmemo u obzir fluktuacije atoma. Fluktuacija je izraz koji karakterizira sve vrste fluktuacija i periodične promjene. Tada je znanstvenik mislio da umjesto dviju molekula mogu biti instalirana dva zrcala, koja će se okrenuti jedni drugima reflektirajući strane. Tako je predvidio snagu privlačnosti koja postoji između reflektirajućih ploča.

Dinamičan učinak Casimira

U skladu s kvantnom teorijom, vakuum nije obični vakuum. Redovito promatra energetske fluktuacije - virtualne čestice i antičestice se rađaju i umiru. Oni su u stanju vršiti pritisak. Taj je fenomen nazvao "statični Casimirov učinak". Pokazali su se eksperimentima. Međutim, u teoriji postoji i dinamičan Casimirov efekt - transformacija vakuumskih fluktuacija u prave čestice (na primjer, fotone). Taj je učinak promatrao znanstvenik.

S dinamičnim Casimirovim efektom, ogledala su morala oscilirati, a njihova brzina bi se trebala usporediti s brzinom svjetlosti. Da bi to postigli, fizičari su morali postaviti metalne površine u jakom magnetskom polju. Stopa oscilacije ovog polja iznosila je jedanaest milijardi puta u sekundi. Površine su se počele deformirati brzinom koja je bila 5% svjetlosti, a pojavljivanje fotona zabilježeno je na izlazu. Sudeći po svojstvima fotona, moglo bi se tvrditi da su nastale u parovima.