Ефект Казимира, itera вики, fandom powered by wikia
Суть ефекту Правити
Согласноквантовой теорії поля, фізичний вакуум являє собою не абсолютну порожнечу. У ньому постійно народжуються і зникають пари віртуальнихчастіціантічастіц - відбуваються постійні коливання (флуктуації) пов'язаних з цими частками полів. Зокрема, відбуваються коливання пов'язаного сфотонаміелектромагнітного поля. У вакуумі народжуються і зникають віртуальні фотони, які відповідають усім довжинах хвиль електромагнітногоспектра. Однак в просторі між близько розташованими дзеркальними поверхнями ситуація змінюється. На определённихрезонансних довжинах (ціле або напівціле число раз укладаються між поверхнями), електромагнітні хвилі посилюються. На всіх інших же довжинах, яких більше, навпаки, пригнічуються (тобто, пригнічується народження відповідних віртуальних фотонів). Відбувається це внаслідок того, що в просторі між пластинами можуть існувати тільки стоячі хвилі, амплітуда яких на пластинах дорівнює нулю. В результаті, тиск віртуальних фотоновізнутрі на дві поверхні виявляється менше, ніж тиск на ніхізвне. де народження фотонів нічим не обмежена. Чим ближче один до одного поверхні, тим менше довжин хвиль між ними виявляється в резонансі і більше- виявляється пригніченими. Такий стан вакууму в літературі іноді називається вакуумом Казимира. Як наслідок, зростає сила тяжіння між поверхнями.
Явище можна образно описати як «негативний тиск», коли вакуум позбавлений не тільки звичайних, але і частини віртуальних частинок, тобто «відкачали все і ще чуть-чуть".
Явище, схоже з ефектом Казимира, спостерігалося ще в XVIII векефранцузскімі моряками. Коли два корабля. розгойдуються з боку в бік в умовах сильного хвилювання. але слабкий вітер. виявлялися на відстані менше приблизно 40 метрів, то в результатеінтерференцііволн в просторі між кораблями припинялося хвилювання. Спокійне море між кораблями створювало менший тиск, ніж хвилюється з зовнішніх бортів кораблів. В результаті виникала сила, яка прагне зіштовхнути кораблі бортами. Як контрзахід, керівництво з мореплавання початку 1800-х років рекомендувало обом кораблям послати по шлюпці з 10-20 моряками, щоб розштовхувати кораблі.
Також ефект напомінаеткінетіческую теорію гравітації Лесажа, яка полягає в зіткненні тіл один з одним під тиском деяких гіпотетичних частинок.
== Величина сили Казимира ==
Сила тяжіння, що діє на одиницю площі для двох паралельних ідеальних дзеркальних поверхонь, що знаходяться в абсолютному вакуумі, становить
-швидкість світати вакуумі,
- відстань між поверхнями.
Звідси видно, що сила Казимира вкрай мала. Відстань, на якому вона починає бути більш-менш помітної, становить близько кількох мікрон. Однак, будучи обернено пропорційній 4-го ступеня відстані, вона дуже швидко зростає зі зменшенням останнього. На відстанях порядку 10 нм - сотні розмірів типового атома - тиск, що створюється ефект Казимира, виявляється порівнянним з атмосферним.
У разі більш складної геометрії (наприклад, взаємодії сфери і площини або взаємодія більш складних об'єктів) чисельне значення і знак коефіцієнта змінюється [1]. таким чином сила Казимира може бути як силою тяжіння, так і силою відштовхування.
Незважаючи на те, що у формулі для сили Казимира відсутня постійна тонкої структури - основна характеристика електромагнітної взаємодії, - цей ефект, проте, має електромагнітне походження. Як показано в замітці [2]. при обліку кінцевої провідності пластин з'являється залежність від, а стандартне вираз для сили з'являється в граничному випадку, де - щільність електронів в платівці.
Хедрік Казимир працював вPhilips Research Laboratories в Нідерландах, займаючись ізученіемколлоідних растворов- в'язких речовин, що мають в своєму складі частинки мікронних розмірів. Один з його колег, Тео Овербек (Theo Overbeek), виявив, що поведінка колоїдних розчинів не цілком узгоджується з існуючою теорією і попросив Казимира досліджувати цю проблему. Незабаром Казимир прийшов до висновку, що відхилення від пророкує теорією поведінки може бути пояснено, якщо враховувати вплив флуктуацій вакууму на міжмолекулярні взаємодії. Це і наштовхнуло його на питання, який вплив можуть надати флуктуації вакууму на дві паралельні дзеркальні поверхні, і призвело до знаменитого передбачення про існування між останніми притягає сили.