Наверх
Меню
Новости
Статьи
twitter
Новости науки и техники
9 февраля 2011
2317
  Измерена «термальная» сила Казимира  
 
Измерена «термальная» сила Казимира
Американские физики, представляющие Йельский и Сиэтлский университеты и Лос-Аламосскую национальную лабораторию, оценили величину «термальной» силы Казимира. Обычно эффект, предсказанный нидерландским физиком Хендриком Казимиром в 1948 году, объясняют квантовыми флуктуациями электромагнитного поля в вакууме. Эффект проявляется как притяжение (недавно, впрочем, учёным удалось зарегистрировать и отталкивание) двух расположенных рядом, на микрометровом расстоянии друг от друга, объектов.

Значение «обычной» силы Казимира при абсолютном нуле рассчитывается по довольно простой формуле. Если рассматривать взаимодействие объектов в реальных условиях, необходимо учитывать ещё один механизм возникновения силы — тепловые флуктуации электромагнитного поля. При комнатной температуре на сверхмалых (менее микрометра) расстояниях квантовые флуктуации дают намного более заметный вклад, чем тепловые, однако в случае объектов, разнесённых как минимум на три микрометра, «термальная» сила должна доминировать. Аналогичная ей сила Казимира — Польдера уже измерялась при взаимодействии атома и поверхности, но замеров для двух макроскопических объектов ранее не проводили.

Измерена «термальная» сила Казимира

Новый эксперимент был выполнен в вакуумной камере. (Фото Alex Sushkov.)


Авторы проверили предсказания теории на опыте, в котором роль сближающихся объектов сыграли не классические параллельные пластины, а пластина и сфера с золотым покрытием. В такой геометрии, весьма популярной у экспериментаторов, легче контролировать дистанцию. Пластину учёные прикрепили к крутильному маятнику, а сферу приближали к ней на расстояние от 0,7 до 7 мкм. Притяжению объектов противодействовала сила, которая создавалась при подаче напряжения на электроды, расположенные у противоположного конца маятника. Таким образом, измеряемой величиной становилось напряжение, которое балансировало систему.

После введения поправки на электростатическое взаимодействие сферы и пластины физики получили результат, точно соответствующий теоретическим расчётам. Значение «обычной» силы Казимира обратно пропорционально третьей степени расстояния между объектами; в опытах же на удалении, превышающем 3 мкм, была зарегистрирована сила, величина которой, обратно пропорциональная квадрату расстояния, спадает медленнее.

Измерена «термальная» сила Казимира

Результаты измерений, взятые с учётом поправки на электростатическое взаимодействие, в сравнении с теоретической кривой (иллюстрация из журнала Physics).


  Автор: Дмитрий Сафин
  Источник: computerra.ru
 



Поделиться с друзьями:


Другие новости по теме
 
Вы не авторизованный пользователь. Чтобы воспользоваться всеми возможностями сайта, зарегистрируйтесь.
 

Комментарии

Добавление комментария
Ваше имя
Ваш Email
Код Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить код
Введите код