Поиск

Американские физики, представляющие Йельский и Сиэтлский университеты и Лос-Аламосскую национальную лабораторию, оценили величину «термальной» силы Казимира

Значение «обычной» силы Казимира при температуре абсолютного нуля рассчитывается по достаточно простой формуле. Если рассматривать взаимодействие объектов в реальных условиях, необходимо учитывать ещё один механизм возникновения силы — тепловые флуктуации электромагнитного поля. При комнатной температуре на сверхмалых (менее микрометра) расстояниях квантовые флуктуации дают намного более заметный вклад, чем тепловые, однако в случае объектов, разнесённых как минимум на три микрометра, «термальная» сила должна доминировать. Аналогичная ей сила Казимира — Польдера уже измерялась при взаимодействии атома и поверхности, но замеров для двух макроскопических объектов ранее не проводили.

Новый эксперимент был выполнен в вакуумной камере. (Фото Alex Sushkov.) Новый эксперимент был выполнен в вакуумной камере. (Фото Alex Sushkov.)

Авторы проверили предсказания теории на опыте, в котором роль сближающихся объектов сыграли не классические параллельные пластины, а пластина и сфера с золотым покрытием; в такой геометрии, весьма популярной у экспериментаторов, легче контролировать дистанцию. Пластину учёные прикрепили к крутильному маятнику, а сферу приближали к ней на расстояние от 0,7 до 7 мкм. Притяжению объектов противодействовала сила, создаваемая при подаче напряжения на электроды, расположенные у противоположного конца маятника. Измеряемой величиной, таким образом, становилось напряжение, которое балансировало систему.

После введения поправки на электростатическое взаимодействие сферы и пластины физики получили результат, точно соответствующий теоретическим расчётам. Значение «обычной» силы Казимира обратно пропорционально третьей степени расстояния между объектами, а в опыте на удалениях, превышающих 3 мкм, была зарегистрирована сила, величина которой, обратно пропорциональная квадрату расстояния, спадает медленнее.

Результаты измерений, взятые с учётом поправки на электростатическое взаимодействие, в сравнении с теоретической кривой (иллюстрация из журнала Physics).

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Nature Physics; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Не забываем поделиться записью!

Дата: 2011-02-08



Kwork.ru - услуги фрилансеров от 500 руб.