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

22 октября 2020
С помощью биомиметических материалов можно воспроизводить структуры природных объектов

Изучение природных структур привело к созданию биомиметических материалов, которые успешно применяются для замены поврежденных тканей, хрящей и суставов в организме человека, и адаптируемых конструкций, например, бронепластин.

19 октября 2020
Золотая сетка повысила четкость изображений криоэлектронной микроскопии

Сетка с мелкими и плотно расположенными порами не способствует деформации исследуемых объектов и позволяет визуализировать их структуру с высоким разрешением.

15 октября 2020
Нобелевскую премию по экономике в 2020 году вручили за развитие теории аукционов

Работа лауреатов премии профессоров Стэнфорда Роберта Уилсона и Пола Милгрома состояла в определении естественных сложностей аукционов и реализации новых форматов в сложных ситуациях.

12 октября 2020
В Аргентине легально выращивается генетически модифицированная пшеница

Законом официально закреплено разрешение на выращивание пшеницы, однако запускать в производство данный продукт аргентинские фермеры пока ещё не спешат.

08 октября 2020
Под южным полюсом Марса есть солёные озёра

Ученые смогли с точностью определить наличие залежей водяного льда не только на поверхности красной планеты, но и под ней.

Вся информация


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