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Qual è l’effetto Casimir?

  

L'effetto Casimir si riferisce alla forza attrattiva che la piccola appare tra due lastre non conteggiati nel vuoto. Questa forza Casimir è misurabile solo quando i piatti sono molto vicini tra loro (diversi diametri atomici). Questa forza è stata prevista nel 1948 da Hendrik Casimir, un fisico teorico olandese. Si è verificato sperimentalmente nel 1958 da Marcus Spaarnay, ancora una volta a Philips di Eindhoven, mentre studiava le proprietà delle soluzioni colloidali. La causa della riconosciuta l'effetto Casimir è la fluttuazioni del vuoto quantistico (zero-fluttuazioni punto) del campo elettromagnetico tra le piastre.

La forza di attrazione si verifica perché, come indica la teoria quantistica, anche un vuoto cosiddetta contiene una moltitudine di particelle virtuali elettromagnetici e anti-particelle in un continuo stato di fluttuazione. Questo è noto come l'energia del vuoto. Perché il divario tra le piastre vincola le lunghezze d'onda possibili delle coppie di particelle virtuali, ci sono meno particelle virtuali all'interno dello spazio tra le lastre relative allo spazio di fuori di essi. Ciò significa che la densità di energia tra le piastre è inferiore a quello della densità di energia dello spazio circostante, creando una pressione negativa che tira i piatti insieme sempre in modo leggermente.

La più i piatti diventano, minore è la densità di energia del vuoto. Non è stato fino al 1997 che l'entità precisa della forza di Casimir è stato misurato da Steve K. Lamoreaux del Los Alamos National Laboratory con Umar Mohideen e Anushree Roy dalla UC Riverside. Perché l'utilizzo di due piatti paralleli richiederebbe standard elevati impraticabile per l'allineamento preciso, una targa e una sfera quasi perfetta sono stati utilizzati. Entro un margine di errore del 5%, l'intensità è risultata essere proprio quella prevista dalla teoria quantistica, definita come l'energia di punto zero dei modi di Fourier del campo elettromagnetico tra le piastre.

Con alcuni materiali e, in alcune configurazioni, è stato dimostrato che l'effetto Casimir può essere ripugnante, nonché attraente. Sembra che la forza Casimir è troppo piccola per essere utilmente applicato a una qualsiasi delle nostre tecnologia odierna, anche se la conoscenza della sua esistenza può essere essenziale per coloro che la progettazione micromeccanici o nanomeccanici dispositivi robotici nel presente e nei decenni a venire. Un giorno potrebbe essere possibile sfruttare l'effetto Casimir per la generazione di energia, anche se questo giorno è molto lontano ed è probabile che le fonti energetiche più efficienti saranno scoperti prima che anche questo diventa possibile.

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