211service.com
Milzu Kazimira efekts prognozēts metamateriālu iekšpusē
Metamateriāli ir eksotiskas vielas, kas paredzētas elektromagnētisko viļņu vadīšanai tādos veidos, kas nav iespējams ar parastajām lietām. Viena no to aizraujošākajām īpašībām ir tā, ka tie var saliekt gaismu tādā veidā, kas matemātiski ir līdzvērtīgs tam, kā telpas laiks saliek gaismu.
Šī formālā līdzvērtība nozīmē, ka metamateriāli laboratorijā var reproducēt precīzu gaismas uzvedību ne tikai mūsu telpas laikā, bet arī daudzos citos, kas līdz šim ir bijuši tikai pieņēmumi. Tas ļauj fiziķiem izmantot metamateriālus, lai simulētu melnos caurumus, lielos sprādzienus un pat multiversus.
Mūsdienās Tian-Ming Zhao un Rong-Xin Miao no Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes Hefei izmanto šāda veida domāšanu, lai sniegtu pārsteidzošas prognozes par Kazimira efektu noteiktos metamateriālos.
Kazimira efekts rodas tāpēc, ka mūsu vakuums ir piepildīts ar viļņu virpuli, kas lec iekšā un izzūd vismazākos mērogos. Zināmākās sekas tam ir labi zināmais Kazimira spēks, kas saspiež kopā divas cieši novietotas vadošās plāksnes.
Izskaidrojums ir tāds, ka, ja attālums starp plāksnēm ir pietiekami mazs, tas var izslēgt visus viļņus, kas ir pārāk lieli, lai ietilptu spraugā. Tā kā starp plāksnēm nav nekā, kas iebilstu šo viļņu iedarbībai, tie rada spēku, kas plāksnes saspiež kopā.
Šie Kazimira spēki darbojas niecīgā mērogā, tik mazā, ka pirmo reizi tika izmērīti tikai 1997. gadā. Bet tas nav mazsvarīgi. Ja attālums ir 10 nm, spēks ir līdzvērtīgs 1 atmosfērai (lai gan faktiskais spēks ir atkarīgs no dažādiem faktoriem, piemēram, precīzas tuvumā esošo objektu formas).
Protams, vakuuma viļņu īpašības ir ļoti atkarīgas no vides, kurā tie pastāv. Tāpēc nav grūti iedomāties, ka dažādi laiki varētu būtiski ietekmēt Kazimira efekta lielumu.
Tieši to parāda Džao un Miao. Viņi saka, ka noteikta veida elektromagnētiskajā telpā, ko sauc par Rindlera telpu, Kazimira efekts ir milzīgs. Šeit galvenā ideja ir tāda, ka telpu var veidot tā, lai varētu darboties tikai noteikti viļņu garumi. Ja Rindlera telpas elektromagnētiskās īpašības tiek saskaņotas ar apkārtējās vides temperatūru, tad šāda veida termiskos viļņus var likt dominēt Kazimira enerģijā.
Tas padara Kazimira enerģiju milzīgu. Džao un Miao aprēķina, ka laboratorijā 300 K (istabas temperatūrā) Kazimira enerģija būtu aptuveni 10^11 reizes lielāka par brīvās telpas vērtību. Tā ir būtiska atšķirība, kuras dēļ šie efekti būtu pieejami pilnīgi jaunā veidā daudz plašākai auditorijai.
Džao un Miao arī saka, ka šāda veida materiālu vajadzētu būt samērā vienkārši būvēt, pa slānim.
Tas nozīmē, ka nepaies ilgs laiks, kad kāds uzbūvēs šāda veida materiālu un pirmo reizi parādīs milzu Kazimira efektu. Mēs skatīsimies.
Atsauce: arxiv.org/abs/1110.1919 : Milzīgs Kazimira efekts ierobežotā temperatūrā elektromagnētiskajā Rindlera telpā