Efekti Casimir

Rreth 50 vjet më parë, Heinrich Casimir zbuloi se në një vakum midis dy sipërfaqeve ekziston një forcë tërheqëse. Kjo fuqi mund të krijojë një revolucion të vërtetë në shkencë.

Nëse marrim dy pasqyra dhe i instalojmë në një hapësirë boshe, një tërheqje fillon mes tyre, pasi ekziston një vakum midis tyre. Ky fenomen u zbulua nga Casimir në vitin 1948, kur ai ishte i angazhuar në aktivitete kërkimore në qendrën shkencore në Eindhoven. Ky fenomen quhej efekt Casimir, dhe forca që lind mes dy pasqyrave është forca e Casimir.

Për një kohë të gjatë besohej se efekti Casimir ishte asgjë më shumë se një teori zbavitëse. Sidoqoftë, kohët e fundit ka pasur një interes në rritje për këtë fenomen. U zbulua se forca Casimir ndikon drejtpërsëdrejti në mekanizmat mikroskopike dhe në sajë të progresit në pajisjet teknike kjo forcë mund të matet me saktësi më të madhe.

Ky efekt mund të jetë i një rëndësie të veçantë për fizikën themelore. Ka shumë teori, sipas të cilave ka përmasa të zgjeruara të zgjatura në teoritë dhjetë-dimensionale dhe njëmbëdhjetë dimensionale. Në përputhje me këto teori, ekziston një devijim i caktuar nga graviteti standard i Njutonit në distanca të fraksioneve më të vogla të një milimetri. Prandaj, duke matur efektin e efektit Casimir, mund të verifikohen të dhënat e hipotezës.

Studimi i zgjidhjeve koloidale Casimir

Duke punuar në qendrën shkencore në Eindhoven, Kazimir hetoi karakteristikat karakteristike të zgjidhjeve koloidale. Këto janë substanca me një indeks të lartë viskoziteti, në të cilin ka grimca me madhësi të një mikroni. Vetitë e tyre përcaktojnë forcat Van der Waals - këto janë forca tërheqëse me rreze të gjatë që dalin midis molekulave dhe atomeve që janë neutrale.

Theo Overbeck, kolegu i Casimir, vuri në dukje se teoria e Fritz London për të përshkruar van der Waals forcat nuk mund të japë një vlerësim të saktë të të dhënave eksperimentale. Ai kërkoi Casimir të punonte për këtë problem. Casimir zbuloi se është e pamundur të përshkruhet saktësisht ndërveprimi i vërejtur midis dy molekulave neutrale, duke vazhduar nga fakti se shpejtësia e dritës është konstante.

Pas kësaj, shkencëtari vuri në dukje se ky rezultat mund të përshkruhet nëse marrim parasysh luhatjet e atomit. Luhatje është një term që karakterizon të gjitha llojet e luhatjeve dhe ndryshimeve periodike. Atëherë shkencëtari mendoi se në vend të dy molekulave mund të instaloheshin dy pasqyra, të cilat do të ishin kthyer në drejtim të njëri tjetrit duke reflektuar anët. Pra, ai parashikoi forcën e tërheqjes që ekziston midis pllakave reflektuese.

Efekti dinamik Casimir

Në përputhje me teorinë kuantike, vakumi nuk është një zbrazëti e zakonshme. Vëzhgon rregullisht luhatjet e energjisë - grimcat virtuale dhe antipartikulat lindin dhe vdesin. Ata janë në gjendje të ushtrojnë presion. Ky fenomen u quajt "efekti statik Casimir". Kjo u provua nga eksperimente. Megjithatë, ekziston teorikisht një efekt dinamik Casimir - transformimi i luhatjeve të vakuumit në grimca reale (për shembull, fotone). Ky efekt u vërejt nga shkencëtarët.

Me efektin dinamik Casimir, pasqyrat duhej të luhateshin dhe shpejtësia e tyre duhet të ishte e krahasueshme me shpejtësinë e dritës. Për këtë, fizikantët duhej të instalonin sipërfaqet metalike në një fushë të fortë magnetike. Shkalla e luhatjes së kësaj fushe ishte njëmbëdhjetë miliardë herë në sekondë. Sipërfaqet filluan të deformonin me shpejtësi që ishte 5% e dritës dhe pamja e fotoneve u regjistrua në dalje. Duke gjykuar nga vetitë e fotoneve, mund të thuhet se ato u ngritën në çifte.