211service.com
Pirmais dinamiskā Kazimira efekta novērojums
Viena no pārsteidzošākajām mūsdienu kvantu teorijas prognozēm ir tāda, ka telpas vakuums nav tukšs. Faktiski kvantu teorija paredz, ka tajā ir daudz virtuālu daļiņu, kas lido un izzūd.
Tā sāciet Kristofers Vilsons no Čalmersas universitātes Zviedrijā un draugi viņu brīnišķīgi lasāmajā rakstā par diezgan neparastu zinātnes darbu.
Šis kvantu aktivitātes virpulis nebūt nav labdabīgs. Fiziķi jau kopš 1948. gada zina, ka, ja divus plakanus spoguļus tur cieši kopā un paralēli viens otram, šīs virtuālās daļiņas tos saspiedīs kopā.
Iemesls ir skaidrs. Ja atstarpe starp spoguļiem ir mazāka par virtuālo daļiņu viļņa garumu, tās tiek izslēgtas no šīs telpas. Vakuuma spiediens spraugas iekšpusē tad ir mazāks nekā ārpus tās, un tas piespiež spoguļus.
Tas ir statisks Kazimira efektu, un to pirmo reizi 1998. gadā izmērīja divas komandas ASV.
Bet ir vēl viena parādība, ko sauc par dinamisks Kazimira efekts, kas nekad nav redzēts.
Tas notiek, kad spogulis pārvietojas telpā ar relatīvismu ātrumu. Lūk, kas notiek. Lēnā ātrumā virtuālo daļiņu jūra var viegli pielāgoties spoguļa kustībai un turpināt pastāvēt pa pāriem un pēc tam pazust, iznīcinot viena otru.
Bet, kad spoguļa ātrums sāk sakrist ar fotonu ātrumu, citiem vārdiem sakot, relativistiskā ātrumā, daži fotoni tiek atdalīti no saviem partneriem un tādējādi netiek iznīcināti. Šie virtuālie fotoni pēc tam kļūst reāli, un spogulis sāk ražot gaismu.
Tāda ir teorija. Problēma praksē ir tāda, ka parastu spoguli ir grūti panākt, lai tas kustētos ar relativistisku ātrumu.
Taču Vilsonam un citiem ir kāds triks. Parastā spoguļa vietā viņi ir izmantojuši pārvades līniju, kas savienota ar supravadošu kvantu traucējumu ierīci vai SQUID. Darbošanās ar SQUID maina līnijas faktisko elektrisko garumu, un šīs izmaiņas ir līdzvērtīgas elektromagnētiskā spoguļa kustībai.
Modulējot SQUID ar GHz frekvenci, spogulis pārvietojas uz priekšu un atpakaļ. Lai gūtu priekšstatu par mērogu, pārvades līnija ir tikai 100 mikrometrus gara, un spogulis pārvietojas apmēram nanometra attālumā. Taču ātrums, ar kādu tas to dara, nozīmē, ka tas sasniedz ātrumu, kas tuvojas 5 procentiem gaismas ātruma.
Tāpēc pēc spoguļu pārvietošanas tehnikas pilnveidošanas Vilsonam un kolēģiem atliek tikai visu atdzesēt, pēc tam sēdēt un meklēt fotonus. Protams, viņi ir pamanījuši mikroviļņu fotonus, kas izplūst no kustīgā spoguļa, tāpat kā prognozēts.
Viņi beidzas ar īsu secinājumu. Mēs uzskatām, ka šie rezultāti ir pirmais eksperimentālais dinamiskā Kazimira efekta novērojums.
Iespaidīgs rezultāts!
Atsauce: arxiv.org/abs/1105.4714 : Dinamiskā Kazimira efekta novērošana supravadītāja ķēdē