Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Т. Дамур
«Мир по Эйнштейну». Глава из книги


Л. Франк
«Мой неповторимый геном». Глава из книги


В. Винниченко
Почему дельфины никогда не спят?



В память о Леониде Вениаминовиче Келдыше (07.04.1931–11.11.2016)


Н. Жизан
«Квантовая случайность». Глава из книги


Интервью с С. Ландо
Сергей Ландо: «Прорывы в математике плохо предсказуемы»


В. Гаврилов
Загадка зарянки


А. Левин
Астрономия темного


В. Мацарский
Бодался Чандра с сэром Артуром


О. Макаров
Секрет разделения







Главная / Новости науки версия для печати

Эффект Казимира не может приводить к расталкиванию симметричных тел


Долгое время было неизвестно, расталкиваются или притягиваются две половинки сферы под действием сил Казимира. Сейчас получен ответ сразу для целого класса подобных систем (изображение из статьи Phys. Rev. Lett., 97, 160401)
Долгое время было неизвестно, расталкиваются или притягиваются две половинки сферы под действием сил Казимира. Сейчас получен ответ сразу для целого класса подобных систем (изображение из статьи Phys. Rev. Lett., 97, 160401)

Вычисления силы Казимира до сих пор ограничивались лишь некоторым частными случаями. Это оставляло шанс найти какую-нибудь сложную форму тел, для которой притяжение сменится на отталкивание, что оказалось бы чрезвычайно полезно при конструировании микромеханических устройств. Доказанная недавно теорема наносит удар по этим мечтам.

Как мы писали в заметке Обнаружена ошибка в расчетах эффекта Казимира для микромеханических устройств, микромеханика и нанотехнологии ближайшего будущего столкнутся с проблемой преодоления силы Казимира. Нетривиальность этой задачи состоит в том, что сила Казимира — притяжение незаряженных и немагнитных тел друг к другу из-за квантовых флуктуаций электромагнитного поля — будет играть роль «универсального клея», который стремится слепить все части микромашины, не давая им двигаться.

Некоторое время назад была высказана идея подобрать такую геометрическую конфигурацию движущихся частей, для которой притяжение сменилось бы на отталкивание. Тогда удачная комбинация сил притяжения и отталкивания свела бы на нет влияние эффекта Казимира. Были проведены расчеты, подтверждающие возможность такого эффекта, но недавно вдруг выяснилось, что в вычисления, а точнее, в постановку задачи, вкралась ошибка. После ее исправления оказалось, что сила Казимира во всех вычисленных до сих пор случаях приводит к притяжению тел.

Возникает естественное предположение, что эффект Казимира приводит к притяжению вообще всегда, то есть для тел любой формы и с любыми электрическими свойствами (как для металлов, так и для диэлектриков). Если бы это было так, то эффект Казимира перешел бы из разряда «вычислений в некоторых конкретных случаях» в разряд универсальных законов природы, которых в физике не так уж и много.

Доказательства универсальности силы Казимира пока не найдено, однако в недавней статье O. Kenneth and I. Klich, Physical Review Letters, 97, 160401 (18 October 2006), доступной также как quant-ph/0601011, был сделан огромный шаг вперед. Авторам этой статьи удалось доказать, что если два (немагнитных) тела являются зеркальными копиями друг друга, то сила Казимира между ними всегда приводит к притяжению. При этом не важны ни размеры, ни форма этих тел, ни то, как эти тела реагируют на электрические поля. Более того, как выяснилось, отталкивания не может быть и между телом и его «электромагнитным изображением», которое возникает вблизи металлических или диэлектрических плоскостей (а на эту возможность конструкторы микромашин тоже возлагали надежды).

Итак, «геометрическими» методами силу Казимира, по-видимому, не устранить. Конструкторам микромашин поэтому придется либо вводить какие-то дополнительные устройства (возможно, нанопружинки?), сдерживающие эту силу, либо спуститься до атомарных размеров, где описанные выше вычисления уже неприменимы. Есть и третья возможность — обратить досадную помеху во благо, но как именно это сделать, пока совершенно неясно

Игорь Иванов


Комментарии (7)



Последние новости: ФизикаИгорь Иванов

13.10
Ядерная материя близка к точке квантового фазового перехода
10.10
Нобелевская премия по физике — 2016
22.08
Наконец-то обнаружен аналог излучения Хокинга в холодном квантовом газе
17.08
Спектроскопия мюонного дейтерия обострила проблему с радиусом протона
12.08
ПК обогнал суперкомпьютеры в решении задачи трехчастичного рассеяния
05.08
Двухфотонный пик исчез в новых данных коллайдера
27.07
Рекордные по чувствительности эксперименты LUX и PandaX пока не поймали частицы темной материи
20.06
LIGO поймала новые всплески гравитационных волн
27.04
Теоретики продолжают искать объяснения двухфотонному пику
01.04
Обнаружены коллективные эффекты в поведении физиков-теоретиков

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия