Эта энергия, предсказанная 70 лет назад голландским физиком Хендриком Казимиром, возникает благодаря квантовым эффектам. Предполагалось, что ее можно наблюдать, поместив две пластины с противоположным электрическим зарядом в вакуум. При сближении они начнут отталкивать друг друга. Однако, до сих пор использовать силы Казимира для чего-либо полезного казалось невозможным. Да и само их существование экспериментально доказано не было. Новый кремниевый чип, созданный учеными Принстона и Университета науки и техники Гонконга, позволяет изменить эту ситуацию.
«Это одно из первых экспериментальных подтверждений эффекта Казимира на кремниевом чипе, — говорит Алехандро Родригес, автор теоретических вычислений, на основании которых китайские коллеги создали образец устройства. — И оно также позволяет делать измерения сил в весьма необычных структурах наподобие тех, которые вызывают отталкивание».
Кремниевый чип состоит из двух пластин с зубчатыми сторонами, обращенными друг к другу и расположенными на расстоянии 100 нанометров друг от друга. Если их сблизить, начинают действовать силы Казимира, которые отталкивают пластины. Этот эффект происходит без воздействия энергии в вакууме и является проявлением «нулевых колебаний». По сути, речь идет о нарушении основополагающего в физике закона сохранения энергии.
Не так давно считалось, что силы Казимира в принципе не могут существовать, потому что они предполагают наличие своего рода «вечного двигателя», нарушающего законы физики. Однако, как доказали американские и китайские ученые, на квантовом уровне такое «вечное» взаимодействие возможно. После их теоретических и экспериментальных изысканий наличие сил, возникающих из квантовых колебаний атомов в зазоре, окончательно подтверждено.
«Наша работа показывает, что возможно контролировать силу Казимира с помощью сложных, специально для этого предназначенных структур», — говорит старший автор статьи Хо Бунь Чань. Выгнутая, Т-образная форма зубцов позволяет формироваться силам отталкивания, которые рассчитали ученые из группы Родригеса. В дальнейшем исследователи планируют изучить свойства других форм, которые могут еще больше увеличить силы Казимира.
Комментарии (0)