Poprvé v historii vědci změřili tepelnou Casimirovu sílu

Casimirova síla (nebo také kvantový Casimirův jev) je pojmenována po svém nizozemském objeviteli Hendriku Casimirovi, který už v roce 1948 přišel s teorií, že dva dokonale vodivé materiály jsou k sobě ve vakuu přitahovány do té doby neznámou silou. Je to způsobeno tím, že energie elektromagnetického pole ve vakuu není nulová, ale osciluje kolem dané hodnoty, která se nazývá energie nulového bodu (zero-point energy). Tato přitažlivá síla se projevuje mezi dvěma vodiči, které jsou od sebe vzdáleny maximálně 3 µm a za určitých podmínek je silnější než gravitace. Tato teorie byla experimentálně dokázána až v roce 1997 Stevem Lamoreauxem z Washingtongské univerzity.



V roce 1955 ruský fyzik Evgeny Lifshitz předpověděl, že by měla existovat podobná síla, která na dva objekty působí teplotními fluktuacemi v elektromegneticém poli. Tato fyzikální síla byla pojmenována jako tepelná Casimirova síla, pro její podobnost s již známým fenoménem. Narozdíl od Casimirovy síly je ale detekovatelná na větší vzdálenosti, čehož využil Lamoreaux a jeho kolegové, ve spolupráci s Alexanderem Sushkovem a jeho spolupracovníky.

Při měření působení sil na velmi krátké vzdálenosti mezi objekty použili zlatem potřený povrch koule a kovové destičky. Pokud by existovala pouze Casimirova síla, naměřili by její vliv pouze do vzdálenosti 3 µm, poté by měla velmi rychle klesnout na minimum. Nicméně působení přitažlivé síly bylo naměřeno i ve vzdálenosti 7 µm, a to nemohlo být způsobeno Casimirovou silou, naopak toto chování zapadá do teorie o tepelné Casimirově síle.

Díky tomuto objevu se vědci posunuli dále ve zkoumání elektromagnetických vlastností kovů a potvrdili předpověď ruského fyzika z padesátých let. Praktické využití znalosti Casimirovy síly se předpokládá ve výrobě nanosoučástek pro počítače budoucnosti.
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci změřili nejkratší časový úsek v historii - průlet světla molekulou vodíku

19. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Celých 247 zeptosekund trvalo fotonu prolétnout molekulou vodíku. Jedná se o nejkratší změřený časový úsek v historii, dřívější rekord byl 850 zeptosekund z roku 2016. Zeptosekunda je triliardtina sekundy: 0,000 000 000 000 000 000 001 s = 1 zs.

celý článek

Vědci našli horní limit pro rychlost zvuku, dosahuje jí v pevném vodíku

13. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z Queen Mary University of London, University of Cambridge a Institute for High Pressure Physics in Troitskse se podařilo identifikovat nejrychlejší možné šíření zvuku. Je to 36 km/s v pevném vodíku, který by se mohl nacházet v nitru velkých plynných planet jako je Jupiter.

celý článek

Kvantové propojení mezi dvěma rozdílnými objekty posouvá možnosti praktické aplikace kvantové fyziky

1. 10. 2020 (novější než zobrazený článek)

Týmu vědců z University of Copenhagen se podařilo vytvořit kvantové propojení mezi mechanickým oscilátorem a oblakem atomů. Tyto dva velmi rozdílné objekty byly propojeny prostřednictvím fotonů. S novou metodou se vědcům otvírají nové možnosti využití kvantového propojení nejen pro vědecké účely, ale také v praktickém využití v šifrované komunikaci a ukládání informací.

Experiment v CERNu přinesl první evidenci vzácné reakce rozpadu kaonu

4. 8. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědci ve výzkumném centru pro jadernou fyziku CERN pozorovali první významnou evidenci pro proces, který by mohl mimo jiné pomoci vysvětlit existenci temné hmoty. Výsledky svého výzkumu vědci prezentovali na pražské konferenci ICHEP 2020.

celý článek

Nová studie odhaluje nové elektronové skupenství hmoty

20. 2. 2020 (novější než zobrazený článek)

Tým vědců vedený Megan Briggemanovou publikoval v magazínu Science studii, která se zaměřuje na jednodimenzionální vodivost, při které elektrony putují vodivým materiálem ve skupině namísto samostatně. Dochází tak k tzv. balistické vodivosti, při které skupiny elektronů cestují v jednom směru bez rozptylu. V takové situaci materiál nevydává při vedení proudu žádné teplo.

celý článek

Vědci možná pozorovali projev páté základní síly, mohla by pomoci vysvětlit temnou hmotu

26. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

Dnes jsou známy čtyři základní přírodní síly, které stojí za veškerými interakcemi mezi částicemi a poli v přírodě. Patří mezi ně silná a slabá jaderná síla, gravitace a elektromagnetická síla. Vědci nyní pozorovali v atomu helia jev, který nedokáží přisoudit ani jedné z nich, mohlo by jít o projev páté základní interakce a jejím nositelem by mohla být temná hmota.

celý článek

Fyzikální experiment s ultrarychlým laserem odhalil doposud neznámé skupenství hmoty

24. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

S narůstající energií dochází v materiálech k poklesu uspořádanosti jejich vnitřní struktury. Nové pokusy s vlnou hustoty náboje (charge density wave, CDW) však ukazují, že za určitých podmínek lze dosáhnout opačného výsledku: laserové pulzy ve speciálním materiálu vytváří vysoce organizovanou strukturu.

celý článek