De Casimir-effect


Deel dit artikel met je vrienden:

Sleutelwoorden: Casimir effect, kwantummechanica, fysica, behoud non-energie, plaat, vacuüm energie, nulpunt energie.

Meer informatie gebruiksaanwijzing: wetenschap en technologie forum

De casimireffect komt tot uiting in de vorm van een zeer geringe aantrekkende kracht tussen twee evenwijdige metalen platen ondergedompeld in een trilholte (gesloten metalen) uit in de afwezigheid van elektromagnetische veld.



Volgens de klassieke theorie van elektromagnetisme en klassieke mechanica, dienen beide platen onbeweeglijk blijven omdat heersen in de holte een absoluut vacuüm van elke veld. Om te bewegen, de metalen platen nodig energie die ze kunnen nergens tekenen.

De Casimir-effect is een zuivere resultaat van kwantumveldentheorie. Het werd ontworpen en berekend door de Nederlandse natuurkundige Hendrik Casimir in 1948.

Selon kwantumveldentheorieHet elektromagnetische veld (en dit is ook van toepassing op alle kwantumvelden) heeft verschillende energietoestanden. De toestand van laagste energie - de grondtoestand - is de afwezigheid van energiekwanta (fotonen bij het elektromagnetisch veld) of in andere woorden, de leegte. De eerste "aangeslagen" staat is de staat met een energie-quantum of een foton. De tweede geëxciteerde toestand is de twee fotonen, enzovoort.

De representatie door de kwantum theorie van de lege velden paradoxaal. Dit vacuüm is eigenlijk vol energie die niet wordt "gematerialiseerd" in de vorm van deeltjes. Echter, voor een korte periode, kan deze energie materialiseren in deeltjes of quanta waarvan de levensduur is erg kort. Ze heten virtuele deeltjes. Hoewel nog steeds staan ​​genoemd virtueel, de effecten van deze Quanta (fotonen in ons geval) zijn inderdaad echt.

In de holte, virtuele Quanta (virtuele fotonen) zal daarom spontaan 'ontstaan' van vacuüm. Het spectrum van golflengten van deze fotonen continu maar het feit dat de holte gesloten meeste frequenties destructief en uiteindelijk slechts een paar specifieke frequenties (genaamd resonantie modes) In de holte blijft. Dit is het klassieke verschijnsel resonantie in een resonantieholte. De resonantiemodes worden gekenmerkt doordat de golfgeleiderlengte een geheel sub-veelvoud is van de afstand tussen de vlakken van de holte. Het aantal toegestane standen is dus evenredig met de afstand tussen de vlakken van de holte.

In de configuratie die ons interesseert, vestigde hij zich resonanties tussen de gezichten van de holte en de platen en tussen de platen zelf. Als de afstand tussen de platen kleiner dan de afstand tussen de vlakken van de holte, dan zal er meer resonantiemodussen tussen de vlakken van de holte en de platen tussen de platen zelf. Straling druk uitgeoefend op de vlakken "interne" platen lager is dan die welke wordt opgelegd aan de "externe" oppervlakken. Dit resulteert in een zeer lage kracht die de platen naar elkaar toe brengt.

Hoewel voorspeld 1948 Dit effect is experimenteel waargenomen voor het eerst enige 1997.

Rigoureuze zijn, zou het de quanta van alle bestaande kwantumvelden betrekken. Maar deze gebieden vereisen veel energie te materialiseren uit het vacuüm waardoor een lage waarschijnlijkheid van het bijbehorende quanta opzichte van het elektromagnetische veld. Daarom is hun bijdrage aan het Casimir-effect is grotendeels te verwaarlozen.

De Casimir-effect laat zien datmet vacuüm is het mogelijk om de beweging te genereren. In deze is hij een grove schending van de conventionele energiebesparing principe en om te meten hoe de kwantumfysica verwarrend kan zijn!


Facebook reacties

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *