Версия для слабовидящих
Ученые минимизировали силу Казимира Печать Email
Новости об инновациях
03.10.2013

Профиль поверхности, к которой уменьшено казимировское притяжение  Схема: Ricardo Decca, Ph.D.. Профиль поверхности, к которой уменьшено казимировское притяжение Схема: Ricardo Decca, Ph.D..

Физики из США смогли минимизировать силу Казимира, возникающую при сближении микроскопических деталей друг с другом. При помощи специально разработанной наноструктуры ученым удалось уменьшить обусловленное квантовыми эффектами притяжение. Подробности приведены в статье исследователей для журнала Nature Communications, а кратко об этой работе рассказывается на Phys.org со ссылкой на материалы университета Пердью в Индианополисе.

Ключевой особенностью поверхности, к которой при приближении на сверхмалые расстояния не притягиваются другие объекты, стала особая структура поверхности.

Физики покрыли металлическую пластину рядом длинных гребней высотой в двести и шириной в сто нанометров, после чего поместили ее вблизи гладкого позолоченного шарика на специально сконструированных микровесах. Использованные учеными весы напоминали обычные рычажные, но они работали не за счет простого отклонения коромысла с шариком в сторону пластины, так как на столь малых масштабах вклад случайных помех становится слишком велик.

Микровесы постоянно раскачивали при помощи электрического поля (под обе стороны коромысла были подведены электроды), а отраженный от них лазерный луч позволял точно определить характер этих колебаний и, в частности, их частоту. Когда к раскачивающимся весам приближали экспериментальные образцы, они притягивали к себе шарик на коромысле и за счет этого меняли частоту колебаний. Такой прием обеспечил высокую точность измерений, минимизировал влияние случайных толчков и позволил установить то, что к наноструктурированной поверхности шарик притягивается слабее, чем к гладкой.

pic_3_9.jpg Рис. 1. Схема установки (сверху) и поверхность материала (снизу). Иллюстрация: Ricardo Decca, Ph.D (A – микровесы и схема опыта в целом. B, C, D – электронные микрофотографии образцов с масштабными линейками).

Физики объясняют это явление тем, что геометрия поверхности напрямую связана с величиной силы Казимира. Эта сила, названная в честь открывшего его голландского физика Хендрика Казимира, возникает за счет обусловленного поведением вакуума квантового эффекта.

Согласно квантовой теории поля вакуум вовсе не является совершенно пустым, в нем появляются виртуальные частицы и связанные с ними поля. Когда две пластины (или более сложные поверхности) сближаются между собой, между ними становится возможным появление не всех мыслимых виртуальных полей, а только электромагнитных колебаний с определенной длиной волны. Так как при этом с другой стороны пластин по-прежнему возникают все прочие поля, давление электромагнитного излучения с одной из сторон оказывается больше и возникает сила Казимира.

Сила Казимира зависит от расстояния между предметами и убывает пропорционально четвертой степени с ростом промежутка. Она никак не проявляет себя в обычных условиях, но начинает играть существенную роль в поведении микромеханизмов.

С притягиванием объектов друг к другу приходится считаться разработчикам наноустройств, а иногда силу Казимира нужно уменьшить: поэтому открытие важно не только для теоретиков.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/uchenye-minimizirovali-silu-kazimira

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта