Эффект Казимира

Эффект, открытый в 1948 г. физиком Хенриком Казимиром (Henrik Casimir), состоит в притяжении двух проводящих незаряженных поверхностей в вакууме. Для объяснения эффекта в 50-х годах прошлого века была предложена гипотеза о существованием так называемых «нулевых колебаний» электромагнитного поля, возникающего вблизи проводящих поверхностей. Сами эти колебания имеют квантовомеханическую природу. Каждая из проводящих поверхностей из-за флуктуаций испытывает "радиационное" давление.

Американские физики Джереми Манди (Jeremy) Munday и Федерико Капассо (Federico Capasso) из Гарвардского университета обнаружили, что эффект можно наблюдать не только в вакууме, но и в жидкости. В поставленном ими эксперименте дно сосуда с этанолом было покрыто тонким слоем золота (золото – хороший проводник электричества), а роль второй металлической поверхности играл полистироловый шарик с также нанесенным на него слоем золота. Диаметр шарика составлял 40 микрон, он был укреплен на шарнире, расположенном над дном сосуда. На шарик направляли луч лазера, и по величине его отклонения измеряли силу взаимодействия двух поверхностей.

Проявление силы Казимира в этом эксперименте удавалось обнаружить на расстоянии до 200 нм, на дистанции 50 нм удалось измерить ее значение – она составила 120 пиконьютонов. Это в 2 раза меньше, чем на таком же расстоянии в вакууме. Таким образом, присутствие внешней среды не совсем понятным образом модифицирует действие квантовомеханических флуктуаций.

Изучение эффекта Казимира, природа которого пока окончательно не прояснена, может помочь в создании микромеханических систем, а воздействие среды – этанола или других жидкостей – может помочь управлять ее величиной, и, возможно, даже направлением, сообщает PhysWeb. Ранее было установлено, что величина эффекта Казимира-Полдера – одной из вариаций эффекта Казимира – зависит от температуры. Была выявлена также зависимость эффекта от таких факторов, как наличие или отсутствие электростатических зарядов, неровности поверхностей и т.д.