211service.com
Kā izveidot Kazimira molekulas
Kazimira efekts ir nemitīgs fiziķu aizraušanās avots. Efekts pastāv vakuuma kvantu rakstura dēļ, kas ir piepildīts ar elektromagnētiskiem viļņiem, kas izplūst un izplūst.
Šajā vakuumā novietojiet divas paralēlas vadošās plāksnes cieši kopā, un lielākie viļņi nevar ietilpt starp tām. Tātad viļņi ārpusē saspiež plāksnes kopā. Tas ir slavenais Kazimira spēks, kas pirmo reizi tika precīzi izmērīts 1997.
Tomēr pēdējos gados fiziķi ir aprēķinājuši, ka dažādu materiālu kombinācijai dažādās formās vajadzētu radīt atgrūdošus spēkus (lai gan šis spēks vēl ir jāmēra).
Šodien Alehandro Rodrigess un draugi Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā Kembridžā saka, ka, rūpīgi izvēloties dažāda materiāla un izmēra nanodaļiņas, pievilcīgajiem un atgrūjošajiem Kazimira spēkiem būtu jānoved pie stabilas konfigurācijas; Kazimira molekula, varētu teikt.
Iespaidīgā analīzē Rodrigess un kolēģi aprēķina Kazimira spēkus bezgalīgu plātņu kombinācijām, kas pārmaiņus izgatavotas no silīcija un silīcija dioksīda, nanodaļiņām un mainīgām plātnēm un sfērām.
Bet viņu interesantākā analīze ir par spēkiem starp teflonu un silīcija nanosfērām, kas iegremdētas etanolā. Rūpīgi izvēloties šo sfēru rādiusus, tās var tikt piekārtas pret gravitācijas spēku virs bezgalīgas plātnes. Izrādās, ka spēki starp daļiņām ir atgrūdoši, ja attālums ir tuvāks par 100 nm, bet kļūst pievilcīgs, attālumam palielinoties.
Skaidrs, ka šī ir aizraujoša situācija, kurā sfērām jāveido stabils, neaizskarams kopums. Turklāt šis ir eksperiments, ko mūsdienās varētu veikt salīdzinoši viegli, ja vien nanodaļiņu izmēru var kontrolēt ar nepieciešamo precizitāti.
Tās ir aizraujošas lietas, taču šie eksperimenti būs sarežģīti. MIT komanda atzīst, ka pat Kazimira spēka zīmes aprēķināšana sarežģītās ģeometrijās ir ļoti sarežģīta.
Daļēji tas ir tāpēc, ka Kazimira spēki nav aditīvi kā parastie spēki. Tātad, ja jāņem vērā vairāk nekā viens spēks, aprēķinu sarežģītība strauji palielinās. (Šajā gadījumā starp sfērām ir atgrūdošie un pievilcīgie spēki, kā arī piekares spēks pār bezgalīgo plāksni.)
Tāpēc nav iespējams viegli vispārināt efektu, iespējams, izveidot veselu stabilu nanodaļiņu loksni. Nav zināms, vai šāds stabils 2D Kazimir kristāls vispār ir iespējams.
Taču MIT komanda saka, ka šim teflona-silīcija nanodaļiņu izvietojumam vajadzētu būt labam sākumpunktam eksperimentālai izmeklēšanai. Lai viņiem veicas!
Viens jautājums, ko komanda šajā rakstā neapskata, ir tas, kam varētu būt noderīgas Kazimira molekulas un kristāli. Jebkuri ieteikumi tiek saņemti ar pateicību.
Atsauce: arxiv.org/abs/0912.2243 : Nesakaroši nanodaļiņu klāsteri, ko ierobežo atgrūdoši un pievilcīgi Kazimira spēki