В лаборатории впервые получен отталкивающий эффект Казимира

Позолоченная сфера плавает над кварцевой пластинкой (слева) в бромбензоле. Справа кварцевая пластина заменена на золотую и сфера утонула. Изображение авторов исследования

Американским ученым впервые удалось получить в лаборатории "обратный" (отталкивающий) эффект Казимира. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте Гарвардского университета, сотрудники которого принимали участие в эксперименте. Работа ученых опубликована в журнале Nature.

В основу опыта положен "обычный" эффект Казимира. Типичным примером его работы (хотя возможны и более сложные проявления эффекта, например, в жидкости) является следующий: две металлические пластины без собственного заряда помещаются в вакуум на расстояние менее 100 нанометров. При этом между ними возникает сила взаимного притяжения.

В рамках исследования ученые поместили позолоченную сферу над кварцевой пластиной в бромбензол (жидкость C6H5Br). Эффект Казимира возникал не только между сферой и пластиной, но между ними и жидкостью. При этом бромбензол "втягивался" в зазор между объектами, поддерживая сферу на плаву.

Возможность подобного отталкивающего эффекта Казимира была предсказана достаточно давно, однако впервые была проверена на практике. Отметим, что в случае замены кварцевой пластинки на золотую сила притяжения оказывалась сильнее "втягивающей" силы бромбензола и сфера тонула.

Эффект Казимира был предсказан Хендриком Казимиром в 1948 году. Одним из объяснений сути явления может служить следующее. В квантовой механике вакуум не является пустотой - в нем постоянно происходит рождение и уничтожение виртуальных частиц, в частности виртуальных фотонов. Эти объекты, являющиеся переносчиками электромагнитного взаимодействия, вызывают виртуальные колебания магнитного поля.

В вышеупомянутом примере между проводящими пластинками колебания с некоторыми частотами попадают в резонанс и усиливаются, а остальные подавляются. При этом, за счет исчезновения некоторых колебаний, создается своего рода "отрицательное давление" - колебания извне заставляют пластинки сближаться.

По словам исследователей, их результаты пригодятся при создании наномоторов, в которых между деталями будут расстояния, характерные для данного эффекта. Кроме этого, ученые считают, что их результаты позволят создавать микроскопические "компасы" (плавающие в жидкости кусочки магнитов), которые смогут измерять направление сверхслабых магнитных полей.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Гудбай, Берлин
Десять лучших фильмов главного фестиваля зимы
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды