Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Управлять мельчайшими объектами можно с помощью эффекта Казимира

Управлять мельчайшими объектами можно с помощью эффекта Казимира

21 сентября 2020


Об эффекте Казимира говорят тогда, когда имеют дело с явлениями квантовой природы. Он заключается в том, что два незаряженных тела взаимно притягиваются, когда на них действуют квантовые флуктуации фотонов в вакууме. Это явление является потенциальной опорой для создания вечного двигателя и даже космических путешествий в будущем.

Сегодня учёные применяют эффект Казимира для контроля, осуществляемого за тонкой мембраной. С его помощью можно удерживать, перемещать и контролировать добротность и напряжение мембранный пластинки. Это необходимо, прежде всего, для того, чтобы осуществлять управление системами резонаторов дистанционно, причём с отсутствием энергетических потерь. Поскольку абсолютного вакуума в нашем мире не существует (что подтверждается квантовой теорией поля), то в пространстве всегда будет наблюдаться непрерывное рождение и уничтожение частиц и античастиц, в частности, фотонов. Говоря о последних, они будут иметь произвольную частоту, но ими можно управлять, накладывая определённые ограничения.

Рассматривая часть пространства между двумя пластинами, расположенными параллельно друг другу, можно наблюдать рождение одного фотона с частотой, равной длине стоячей волны, возможной между этими слоями. Подобное ограничение будет наблюдаться исключительно между пластинами, в то время как снаружи виртуальных фотонов будет больше. Внешние стенки проводников будут подвергаться давлению электромагнитного поля, что приведет к повышению давления на внутренние стенки. Это создаст явление, называемое эффектом Казимира — пластинки будут притягиваться. Распространяя этот эффект на тела различных форм и проницаемости в условиях ненулевых температур, можно наблюдать настоящие термические фотоны, порождающие флуктуацию электромагнитного поля. Объяснить это явление квантовой природой не получится — оно будет термическим.

Ученые решили провести эксперимент, используя в качестве проводников тонкие пластинки нитрида кремния, имеющие металлическое напыление, и располагая их рядом с мембраной микроволнового резонатора. Благодаря тому, что расстояние между пластинами было крайне мало (около) микрометра, можно было легко управлять силой Казимира: уменьшая зазор, учёные повышали силу притяжения. Специальные измерительные приборы помогли установить силу Казимира, а электрод, помещенный внутрь конструкции, позволял менять напряжение между мембраной и резонатором, определять частоту колебаний и изменять добротность.

Данное исследование, основанное на эффекте Казимира, очень важно для будущих разработок оптических и механических систем.

DDDDDDN_1

Другая информация
24 июня 2021
Ранний жизненный стресс приближает появление постоянных коренных зубов

Ученые исследовали область биологического созревания, которая ранее не рассматривалась в литературе о детских невзгодах: молярное прорезывание.

21 июня 2021
Ученые исследовали проблему дозирования вязкоупругих жидкостей

Свойство вязкоупругости приводит исследователей к осмысливанию таких проблем, как медленное разрушение жидких мостиков, их тягучесть и образование капель-спутников.

17 июня 2021
Ученые объяснили, как зрительный аппарат воспринимает 3D-форму и материал поверхностей

Предыдущие работы ученых рассматривали форму и восприятие материала зрительным аппаратом человека как вычислительно некорректные.

14 июня 2021
Реактивация памяти стимулирует обучение двигательным навыкам

Основываясь на механизмах реактивации памяти, ученые проверили, может ли кратковременная реактивация памяти стимулировать обучение двигательным навыкам.

11 июня 2021
В межзвездной среде обнаружен этаноламин

Все существующие клеточные мембраны состоят из фосфолипидов, однако природа первых мембран и происхождение первых фосфолипидов остается неизвестной.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!