Paradoxul forțelor cuantice în nanodispozitive „Casimir Puzzle” explicat de oamenii de știință

Oamenii de știință au propus o nouă abordare pentru a descrie interacțiunea metalelor cu fluctuațiile electromagnetice. Credit: Universitatea Politehnica Petru cel Mare din Sankt Petersburg

Cercetătorii au propus o nouă abordare pentru a descrie interacțiunea metalelor cu fluctuațiile electromagnetice (adică cu explozii aleatorii de câmpuri electrice și magnetice).

Cercetătorii de la Universitatea Politehnică din Sankt Petersburg din Greater St. Petersburg (SPbPU) au propus o nouă abordare pentru a descrie interacțiunea metalelor cu fluctuațiile electromagnetice (adică cu explozii aleatorii de câmpuri electrice și magnetice). Rezultatele obținute au un mare potențial de aplicare atât în ​​fizica fundamentală, cât și pentru crearea de nanodispozitive în diverse scopuri. Articolul a fost publicat în Jurnalul Internațional European Physical Journal C.

Funcționarea micro-dispozitivelor utilizate în tehnologia modernă este influențată de forța Casimir cauzată de fluctuațiile electromagnetice. Aceasta este forța de atracție care acționează între două suprafețe în vid. Această interacțiune între corpuri neutre din punct de vedere electric situate la o distanță mai mică de un micrometru a fost teoretic descrisă la mijlocul secolului al XX-lea de către cărturarul Evgeny Lifshitz. În unele cazuri, totuși, teoria lui Lifshitz contrazice rezultatele experimentale. Un paradox misterios a fost descoperit în procesul de măsurare exactă a forțelor Casimir în nanodispozitive.

„Predicțiile teoriei Lifshitz au fost în acord cu rezultatele măsurătorii numai dacă pierderile de energie ale electronilor conductori din metale nu au fost luate în considerare în calcule. Aceste pierderi, însă, există! Se știe că curentul electric încălzește ușor cablul. În literatură, această situație se numește puzzle Casimir ”, explică Galina Klimchitskaya, profesor la Institutul de Fizică, Nanotehnologie și Telecomunicații, SPbPU.

Oamenii de știință de la Universitatea Politehnică au reușit să contabilizeze simultan pierderile de energie ale electronilor din metale și să ajungă la un acord între predicțiile teoriei Lifshitz și măsurătorile de înaltă precizie ale forței Casimir. O nouă abordare, care descrie interacțiunea metalelor cu fluctuațiile electromagnetice, ia în considerare faptul că există două tipuri de fluctuații: fluctuațiile reale (similare cu câmpurile electromagnetice observate) și așa-numitele fluctuații virtuale care nu pot fi observate direct (similar). . la particulele virtuale care alcătuiesc vidul cuantic).

“Abordarea propusă conduce la aproximativ aceeași contribuție a fluctuațiilor reale la forța Casimir ca cea utilizată în mod obișnuit, dar modifică semnificativ contribuția fluctuațiilor virtuale. Ca urmare, teoria lui Lifshitz este de conform experimentului, luând în considerare pierderile de energie ale electronilor din metale “, spune Vladimir Mostepanenko, profesor la Institutul de Fizică, Nanotehnologie și Telecomunicații, SPbPU.

Rezultatele publicate se referă la metale nemagnetice. În viitor, cercetătorii intenționează să extindă rezultatele la materiale cu proprietăți feromagnetice. Astfel, va exista o oportunitate pentru calculul și crearea fiabilă a mai multor nanodispozitive miniaturale operate sub influența forței Casimir.

Referință: „Un răspuns alternativ la fluctuațiile cuantice în afara shell-ului: un pas înainte în rezolvarea puzzle-ului Casimir” de GL Klimchitskaya și VM Mostepanenko, 29 septembrie 2020, European Physical Journal C.
DOI: 10.1140 / epjc / s10052-020-08465-y

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Materialul nou poate proteja mai bine soldații, sportivii și șoferii de șoc, impact și explozii

Soldații, sportivii și șoferii pot face viața mai sigură datorită unui nou proces care ar putea duce la o protecție mai eficientă și reutilizabilă...

A fost găsit cel mai vechi loc de înmormântare uman din Africa – un copil a fost îngropat în urmă cu 78.000 de ani

Vedere generală a zonei peșterii Panga ya Saidi. Observați săparea șanțului unde a fost deschisă înmormântarea. Credit: Muhammad Javad Shoaee Descoperirea celui mai...

Se preconizează că speciile non-native vor crește cu 36% în întreaga lume până în 2050

Gâscă egipteană (Alopochen aegyptiaca) originară din Africa și stabilită acum în Europa Centrală și de Vest. Credit: profesorul Tim Blackburn, UCL Se preconizează că...

Visele noastre pot fi ciudate

Această ilustrație reflectă supra-ipoteza creierului, care susține că calitatea redusă și halucinantă a viselor nu este o greșeală, ci o trăsătură particulară, deoarece ajută...

Newsletter

Subscribe to stay updated.