Περίπου 50 χρόνια πριν, ο Heinrich Casimir ανακάλυψε ότι σε ένα κενό υπάρχει κάποια δύναμη έλξης μεταξύ δύο επιφανειών. Αυτή η δύναμη μπορεί να δημιουργήσει μια πραγματική επανάσταση στην επιστήμη.
Если взять два зеркала и установить их в пустом χώρου, αρχίζει ένα έλξη μεταξύ τους, καθώς υπάρχει ένα κενό μεταξύ τους. Το φαινόμενο αυτό ανακαλύφθηκε από τον Casimir το 1948, όταν ασχολήθηκε με έρευνα σε ερευνητικό κέντρο στο Αϊντχόβεν. Αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε φαινόμενο Casimir και η δύναμη που προκύπτει ανάμεσα σε δύο καθρέφτες είναι η δύναμη Casimir.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα πιστεύεται ότι το φαινόμενο Casimir είναιτίποτα περισσότερο από μια διασκεδαστική θεωρία. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αυξημένο ενδιαφέρον για το φαινόμενο αυτό. Διαπιστώθηκε ότι η δύναμη Casimir επηρεάζει άμεσα τους μικροσκοπικούς μηχανισμούς και χάρη στην πρόοδο στον τεχνικό εξοπλισμό, αυτή η δύναμη μπορεί να μετρηθεί με αυξημένη ακρίβεια.
Данный эффект может представлять определённый ενδιαφέρον για τη θεμελιώδη φυσική. Υπάρχουν πολλές θεωρίες σύμφωνα με τις οποίες υπάρχουν εκτεταμένες πρόσθετες διαστάσεις σε θεωρίες δέκα διαστάσεων και έντεκα διαστάσεων. Σύμφωνα με αυτές τις θεωρίες, υπάρχει κάποια απόκλιση από την τυπική βαρύτητα του Νεύτωνα σε αποστάσεις του μικρότερου τμήματος του χιλιοστού. Επομένως, μετρώντας την επίδραση του αποτελέσματος Casimir, μπορούμε να επαληθεύσουμε τα δεδομένα της υπόθεσης.
Η μελέτη του Casimir για κολλοειδή διαλύματα
Εργασία σε κέντρο επιστήμης στο Αϊντχόβεν, Casimirδιερεύνησαν τις ιδιότητες που χαρακτηρίζουν τα κολλοειδή διαλύματα. Αυτά είναι υλικά υψηλού ιξώδους που έχουν σωματίδια μεγέθους μικρόμετρου. Οι ιδιότητές τους καθορίζουν τις δυνάμεις Van der Waals - αυτές είναι ελκτικές δυνάμεις έλξης μεγάλου εύρους που προκύπτουν μεταξύ μορίων και ατόμων που είναι ουδέτερα.
Ο Theo Overbeck, ένας συνάδελφος του Casimir, σημείωσε αυτόΗ θεωρία του Fritz London για την περιγραφή των δυνάμεων του Van der Waals δεν μπορεί να δώσει μια σωστή εκτίμηση των πειραματικών δεδομένων. Ζήτησε από τον Casimir να ασχοληθεί με αυτό το θέμα. Ο Casimir ανακάλυψε ότι είναι αδύνατο να περιγραφεί σωστά η αλληλεπίδραση που παρατηρείται μεταξύ 2 ουδέτερων μορίων, με βάση το γεγονός ότι η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή.
Μετά από αυτό, ο επιστήμονας σημείωσε ότι αυτό το αποτέλεσμαμπορεί να περιγραφεί εάν λαμβάνονται υπόψη οι ατομικές διακυμάνσεις. Η διακύμανση είναι ο όρος που χαρακτηρίζει κάθε είδους διακυμάνσεις και περιοδικές αλλαγές. Στη συνέχεια, ο επιστήμονας πίστευε ότι αντί δύο μορίων, μπορείτε να εγκαταστήσετε δύο καθρέφτες που θα στραφούν ο ένας στον άλλο από τις αντανακλαστικές πλευρές. Έτσι πρόβλεψε τη δύναμη έλξης που υπάρχει ανάμεσα στις αντανακλαστικές πλάκες.
Δυναμική επίδραση Casimir
Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, το κενό δεν είναιείναι ένα συνηθισμένο κενό. Συχνά παρατηρούνται διακυμάνσεις της ενέργειας - γεννιούνται και πεθαίνουν εικονικά σωματίδια και αντισωματίδια. Είναι σε θέση να ασκήσουν πίεση. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται "στατικό φαινόμενο Casimir". Έχει αποδειχθεί από πειράματα. Ωστόσο, θεωρητικά υπάρχει ακόμα ένα δυναμικό φαινόμενο Casimir - ο μετασχηματισμός των διακυμάνσεων του κενού σε πραγματικά σωματίδια (για παράδειγμα, φωτόνια). Αυτό το φαινόμενο παρατηρήθηκε από τους επιστήμονες.
Με το δυναμικό αποτέλεσμα του Casimir θα έπρεπετα κάτοπτρα ταλαντεύονται και η ταχύτητά τους πρέπει να είναι συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός. Για το σκοπό αυτό, οι φυσικοί έπρεπε να εγκαταστήσουν μεταλλικές επιφάνειες σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Η ταχύτητα ταλάντωσης αυτού του πεδίου ήταν έντεκα δισεκατομμύρια φορές ανά δευτερόλεπτο. Οι επιφάνειες άρχισαν να παραμορφώνονται με ρυθμό 5% του φωτός και η εμφάνιση φωτονίων ανιχνεύτηκε στην έξοδο. Κρίνοντας από τις ιδιότητες των φωτονίων, θα μπορούσε να υποστηριχθεί ότι προέκυψαν σε ζεύγη.
