واژه‌های کلیدی: اثر کازیمیر ، مکانیک کوانتومی ، فیزیک ، ذخیره انرژی ، صفحه ، انرژی خلاء ، انرژی نقطه صفر

بیشتر: forum علم و فناوری

اثر کازیمیر در صورت عدم وجود میدان الکترومغناطیسی در قالب یک نیروی جذاب بسیار ضعیف بین دو صفحه فلزی موازی غوطه ور در یک حفره رزونانس (جعبه فلزی بسته بسته شده) ظاهر می شود.

مطابق نظریه کلاسیک الکترومغناطیس و مکانیک کلاسیک ، این دو صفحه باید بی حرکت باقی بمانند زیرا در آنجا حفره ای وجود دارد که خلاء مطلق همه زمینه ها باشد. صفحات فلزی برای اینکه بتوانند حرکت کنند ، به انرژی نیاز دارند که در هر جایی نمی توانند بکشند.

اثر کازیمیر نتیجه ای ناب از نظریه میدان کوانتومی است. تصور می شد و توسط محاسبه می شد فیزیکدان هلندی هندریک کاسیمیر در سال 1948.

طبق نظریه میدان کوانتومی، میدان الکترومغناطیسی (و این برای همه زمینه های کوانتومی نیز قابل استفاده است) دارای حالت های مختلف انرژی است. کمترین حالت انرژی - حالت پایه - مربوط به فقدان کوانتای انرژی (فوتونها در مورد میدان الکترومغناطیسی) یا به عبارت دیگر خلاuum است. اولین حالت "برانگیخته" حالتی است که دارای یک کوانتوم انرژی یا یک فوتون است. دومین حالت برانگیخته حالت دو فوتونی و غیره است.

با این حال ، بازنمایی ارائه شده توسط تئوری کوانتومی زمینه های خلاء برای گفتن کمترین چیز متناقض است. این خلاء در حقیقت پر از انرژی است که به شکل ذرات "تحقق نمی یابد". با این حال ، در مدت زمان کوتاه ، این انرژی می تواند به ذرات یا کوانتوم تبدیل شود ، طول عمر آن بسیار کوتاه است. به آنها ذرات مجازی گفته می شود. اگرچه به عنوان مجازی توصیف شده است ، اما اثرات این کوانتوم ها (فوتون ها در مورد ما) واقعی هستند

در این حفره ، کوانتوی مجازی (فوتونهای مجازی) به طور خودجوش "از ظهور" بیرون می آیند. طیف طول موج این فوتون ها پیوسته است اما به دلیل اینکه حفره بسته است ، بیشتر فرکانس ها مخرب خواهند بود و در نهایت فقط چند فرکانس خاص (به نام حالتهای رزونانس) در حفره باقی می ماند. این پدیده کلاسیک طنین در است حفره رزونانس. حالت های رزونانس با این واقعیت مشخص می شود که طول موج حالت یک عدد صحیح از فاصله بین چهره های حفره است. بنابراین تعداد حالت های مجاز متناسب با فاصله بین صورت های حفره است.

در پیکربندی مورد علاقه ما ، بین چهره حفره و صفحات و بین خود صفحات طنین انداز می شود. اگر فاصله بین صفحات از فاصله آنها از قسمت های حفره کمتر باشد ، در این صورت حالت های رزونانس بیشتری بین چهره های حفره و صفحات وجود خواهد داشت تا بین خود صفحات. فشار تابشی که روی قسمتهای "داخلی" صفحات اعمال می شود کمتر از آن است که در صورت "خارجی" آنها اعمال می شود. این نتیجه می رسد در یک نیروی بسیار ضعیف که صفحات را به سمت یکدیگر سوق می دهد.

اگرچه از سال 1948 پیش بینی می شود ، اما این اثر فقط برای اولین بار در سال 1997 به صورت تجربی مشاهده شد.

برای دقیق بودن ، لازم است که تعداد کل میدانهای کوانتومی موجود را درگیر کنیم. اما این زمینه ها برای تحقق خلاء نیاز به انرژی زیادی دارند که منجر به احتمال کم تحقق کوانتوم مرتبط در مقایسه با میدان الکترومغناطیسی می شود. در نتیجه ، سهم آنها از اثر کازیمیر بسیار ناچیز است.

اثر کازیمیر این را نشان می دهدبا خلاء می توان حرکتی ایجاد کرد. در این امر تشکیل می شود نقض عمده اصل کلاسیک صرفه جویی در انرژی و برای اندازه گیری اینکه فیزیک کوانتومی گیج کننده چگونه است!