Vad är Casimir-effekten?

De Casimir-effekt är ett resultat av kvantfysik det verkar trotsa logiken i den vardagliga världen. I detta fall resulterar det i vakuumenergi från "tomt utrymme" som verkligen utövar en kraft på fysiska föremål. Även om detta kan verka bisarr är faktumet att Casimir-effekten har experimentellt verifierats många gånger och ger några användbara applikationer inom vissa områden inom nanoteknologi.

Den mest grundläggande beskrivningen av Casimir-effekten innehåller en situation där du har två oladdade metallplattor nära varandra, med ett vakuum mellan dem. Vi tror normalt att det inte finns något mellan plattorna (och därför ingen kraft), men det visar sig att när situationen analyseras med kvantelektrodynamik, händer något oväntat. De virtuella partiklar skapade i vakuumet skapa virtuella fotoner som interagerar med de oladdade metallplattorna. Som ett resultat, om plattorna är extremt nära varandra (mindre än en mikron) då kommer detta att bli den dominerande kraften. Kraften tappar snabbt ju längre isär platsen är. Ändå har denna effekt uppmättts till cirka 15% av det värde som förutses av teorin själv, vilket gör det klart att Casimir-effekten är ganska verklig.

instagram viewer

Två holländska fysiker som arbetade på Philips Research Lab 1948, Hendrik B. G. Casimir och Dirk Polder föreslog effekten när de arbetar med vätskegenskaper, till exempel varför majonnäs flyter så långsamt... vilket bara visar att du aldrig vet var en viktig insikt kommer från.

En variant av Casimir-effekten är den dynamiska Casimir-effekten. I detta fall rör sig en av plattorna och orsakar ansamling av fotoner inom området mellan plattorna. Dessa plattor speglas så att fotonerna fortsätter att samlas mellan dem. Denna effekt verifierades experimentellt i maj 2011 (som rapporterats i Scientific American och Technology Review).

En potentiell tillämpning skulle vara att tillämpa den dynamiska Casimir-effekten som ett sätt att skapa en framdrivningsmotor för ett rymdskepp, som teoretiskt skulle driva fartyget genom att använda energin från vakuumet. Detta är en mycket ambitiös tillämpning av effekten, men det verkar vara en föreslagen till lite fanfare av en egyptisk tonåring, Aisha Mustafa, som har patenterat uppfinningen. (Detta ensamt betyder naturligtvis inte så mycket, eftersom det till och med finns ett patent på en tidsmaskin, som beskrivs i Dr. Ronald Malletts fackbok Tidsresenär. Mycket arbete måste fortfarande göras för att se om detta är genomförbart eller om det bara är ett annat fint och misslyckat försök evig rörelse maskin, men här är en handfull artiklar som fokuserar på det första tillkännagivandet (och jag lägger till mer när jag hör om framsteg):

Det har också förekommit olika förslag om att det bisarra beteendet hos Casimir-effekten kan ha tillämpningar inom nanoteknologi - det vill säga i mycket små enheter byggda i atomstorlekar.

instagram story viewer