211service.com
WD-40 mikromašīnām
Sīku ierīču laikmetā Kazimira spēki ir parādījušies kā nemiera cēlāji. Šie sarežģītie kvantu spēki, kas atklāti 1948. gadā, ietekmē tikai objektus, kas atrodas ļoti, ļoti tuvu viens otram. Un mikromašīnās, piemēram, iPhone akselerometros vai digitālo projektoru mikrospoguļos, Kazimira spēki var izraisīt sīku kustīgu daļu salipšanu.
spēks ir ar viņiem : Ar šo sīko priekšmetu izkārtojumu parasti pievilcīgie Kazimira spēki kļūst atgrūdoši.
MIT pētnieki ir izstrādājuši jaudīgu jaunu instrumentu šo spēku ietekmes aprēķināšanai. Ar to viņi ir atraduši veidu, kā sakārtot sīkus objektus tā, lai parasti pievilcīgie spēki kļūtu atbaidoši. Ja inženieri spēs izstrādāt mikroelektromehāniskās sistēmas (MEMS) tā, lai Kazimira spēki faktiski neļautu to kustīgajām daļām salipt kopā, tas varētu samazināt esošo MEMS un jauno MEMS atteices līmeni, piemēram, sīkas mikrofluidiskās ierīces, kas var veikt simtiem ķīmisku eksperimentu paralēli. .
Šis stāsts bija daļa no mūsu 2010. gada jūlija numura
- Skatiet pārējo izdevuma daļu
- Abonēt
Kazimira spēkus izraisa veids, kā visuma kvantu mehāniskajā skatījumā subatomiskās daļiņas pastāvīgi uzplaiksnī un izplūst. Ir tik daudz šo daļiņu, kas var ilgt tikai dažas sekundes sekstiljondaļas, ka to iedarbinātie spēki parasti līdzsvaro viens otru. Bet, ja objekti atrodas ļoti tuvu viens otram — kā tiem jābūt mikromašīnās —, starp tiem ir maz vietas, lai daļiņas varētu uzzibsnīt. Līdz ar to starp tām ir mazāk pārejošu daļiņu, lai kompensētu ap tām esošo pārejošo daļiņu radītos spēkus. Spiediena atšķirība galu galā spiež objektus viens pret otru.
1960. gados fiziķi izstrādāja matemātiskos vienādojumus, kas principā apraksta Kazimira spēku ietekmi uz jebkādu skaitu sīku un jebkuras formas objektu. Bet vairumā gadījumu šos vienādojumus joprojām bija ārkārtīgi grūti atrisināt.
Lietišķās matemātikas asociētais profesors Stīvens Džonsons, fizikas doktoranti Aleksandrs Makkolijs un Alehandro Rodrigess '07 un fizikas profesors Džons Džoannopuls ir matemātiski pierādījuši, ka Kazimira spēku ietekmi uz objektiem, kas atrodas 100 nanometru attālumā viens no otra, var precīzi modelēt, izmantojot lielus objektus 100 000 un 0000 reižu. reizes tālāk viena no otras, iegremdēti šķidrumā, kas vada elektrību. Tā vietā, lai aprēķinātu spēkus, ko rada sīkas daļiņas, kas uzliesmo ap sīkiem objektiem, pētnieki aprēķina elektromagnētiskā lauka stiprumu dažādos punktos ap centimetru mēroga objektiem.
Objektiem ar nepāra formu elektromagnētiskā lauka stipruma aprēķināšana vadošā šķidrumā joprojām ir diezgan sarežģīta. Bet tas ir ļoti iespējams, izmantojot gatavu inženierijas programmatūru. Gandrīz jebkura ģeometrija, ko jūs varat iedomāties, nav aprēķināta, saka Rodrigess. Ar MIT pētnieku jauno pieeju tas drīz mainīsies.