Вакуум многие из нас привыкли представлять, как абсолютную пустоту; именно так это слово переводится с латинского. Однако, квантовая механика уже достаточно давно установила, что вакуум – это не совсем пустота. Определение гласит, что это «совокупность нулевых колебаний всех физических полей». Что это значит? Дело в том, что в мировом пространстве постоянно происходят миллионы колебаний различной природы (например, электромагнитные), и средние показатели этих колебаний, то есть сумма их положительных и отрицательных значений, равны нулю. Из этого следует, что в короткие промежутки времени эти колебания могут принимать довольно большие значения. А так как этих колебаний огромное количество, то на материальный объект в «абсолютной пустоте» постоянно действует довольно значительная сила.
Данная сила применительно к двум проводникам именуется силой Казимира – в честь нидерландского физика, предсказавшего её наличие в вакууме. Если два проводника в вакууме поднести друг к другу на предельно малое расстояние, то сила колебаний в окружающем их пространстве (сила Казимира) будет пытаться сблизить их ещё больше.
Теоретически данное воздействие было достаточно давно изучено, однако на практике установить и измерить эту силу было затруднительно. Но такие попытки предпринимал ещё сам Хендрик Казимир. Он использовал систему из двух зеркал. Она оказалась неудобной для исследований, поскольку даже незначительный наклон одного из зеркал менял силу взаимодействия между ними. Более поздние учёные экспериментировали с системами из одной сферы и одного зеркала.
Но в настоящее время появилась возможность измерить силу Казимира между двумя сферами, что является наиболее оптимальным вариантом. Для этого использовался атомный силовой микроскоп, установленный на лабораторном столе, на кантилевере (зонде) которого была зафиксирована одна из сфер. Столь тщательный подход необходим потому, что сила Казимира имеет очень малую величину, а положение тел необходимо проверять с микроскопической точностью. Авторы открытия смогли измерить зависимость силы Казимира от расстояния между сферами и от диаметра самих сфер. Однако с помощью указанного метода можно измерять силу Казимира между телами любой формы.
Помимо чисто теоретического интереса, новый подход имеет и практическую значимость. Например, с его помощью можно отмечать влияние силы Казимира на нанометрические микрофоны, акселерометры и различные датчики.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
