iPon Hírek

Új módszerrel mérik a Casimir-effektust

Dátum | 2012. 07. 31.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A világegyetem kvantumtermészetéből számos furcsa dolog adódik, de ezek között is kiemelt helyen szerepel a Casimir-effektusként emlegetett jelenség, amely lényegileg annyit takar, hogy vákuumban, két, egymástól pár tucat nanométerre elhelyezett, tükröző felület között vonzóerő (a Casimir-erő) lép fel.

A mérnökök hamar felismerték, hogy a nanotechnológia aprócska méreteit figyelembe véve a Casimir-effektus felléphet (és fel is lép), egyfajta nem kívánt mellékhatásként. Sokan vannak ugyanakkor olyanok is, akik abban reménykednek, hogy valamilyen módon ki lehet aknázni a Casimir-erőt. Számos elméleti modell állítja, hogy bizonyos alakú objektumok között a rejtélyes erőhatás fordított irányban is felléphet, azaz taszíthat, ami megoldást jelentene a vonzás kiküszöbölésére.

A Casimir-effektus tanulmányozásával kapcsolatban azonban akad egy nagy probléma: nagyon nehéz kísérletileg vizsgálni. Egyelőre senki sem rendelkezik a kellő precizitású technológiával ahhoz, hogy különféle objektumokat nanométeres pontossággal megválasztott távolságokban helyezzen el egymástól. További problémát jelent, hogy ilyen méretekben a tárgyak hajlamosak elhajlani és meggörbülni, vagyis nagyon nehezen őrzik meg sima, tükröződő felületüket.


A Floridai Egyetem kutatói, Jie Zou vezetésével azonban létrehoztak egy érdekes készüléket, amely képes a Casimir-effektus minden eddiginél pontosabb mérésére. A szilíciumból készített szerkezetet litografikus eljárással hozták létre: két, egymással párhuzamos szilícium rudacskát tartalmaz, amelyek egyike rögzített állapotban van, a másik pedig egy elektromechanikai irányító rendszer révén tetszés szerint közelíthető és távolítható. A kutatócsoport pásztázó elektronmikroszkóp alatt vizsgálta a rendszert különböző résnagyságok mellett, egyre közelebb hozva egymáshoz a két rudat.

A szilícium rudak egy bizonyos frekvencián rezegnek, amely könnyen mérhető, magyarázza Zou. A frekvencia adott értéke függ a rájuk ható erők nagyságától. Ahogy egyre közelebb kerülnek egymáshoz a rudak, egyre erősebben fejti ki hatását a Casimir-erő, és ezzel együtt változik a rezgés frekvenciája is. Ennek alapján határozzák meg a tudósok a fellépő erőt.

Természetesen más erőhatásokkal is számolni kell ilyen esetekben, például a visszamaradó elektrosztatikus kölcsönhatásokkal. Ezeket is számításba véve a Zou és társai által mért eredmények kísérteties hasonlóságot mutatnak az elméleti modell alapján előre jelzett értékekkel. Azaz a fellépő Casimir-effektus pontosan olyan mértékű, mint amekkora ilyen méretű és formájú felületek esetében várható volt.

A Casimir-effektus megbízható mérésének megvalósítása pedig számos előnnyel járhat. A készülék által vizsgálható lehet, hogy másfajta formák között, hogyan változnak a fellépő erők, ez pedig jelentős segítséget jelenthet az effektus kiküszöbölésében vagy éppen kiaknázásában, attól függően, hogy kinek milyen céljai vannak a jelenséggel.


 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

1. gargoyl
2012.08.01. 14:27
Vákuum power generátor.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!