В журнале Nature Physics вышла интересная публикация, авторы которой рассказали об использовании эффекта Казимира для манипулирования объектами. Суть эффекта Казимира заключается в том проводящие незаряженные тела под действием квантовых флуктуаций в вакууме притягиваются друг к другу. В своей работе физики не только использовали этот эффект для бесконтактного манипулирования объектами, но и измерили его.
Казимир предсказал, что сила притяжения будет существовать между двумя проводящими пластинами в вакууме из-за контрастов в квантовых флуктуациях электромагнитного поля. Чтобы это понять, необходимо углубиться в странности квантовой физики. К примеру, не существует идеального вакуума — даже в пустом пространстве при нулевой температуре постоянно рождаются и умирают так называемые виртуальные частицы, о чём я писал в этой статье.
Эти флуктуации взаимодействуют с объектами, помещёнными в вакуум. Это взаимодействие усиливается с повышением температуры, порождая вполне измеримую силу буквально из «ничего» в нашем понимании. Учёные проводили свой эксперимент при комнатной температуре. Физиками посредством силы Казимира удалось манипулировать мембраной из нитрида кремния, находящейся на расстоянии около одного микрометра от полости с зазором (прецизионный микроволновый фотонный резонатор), размер которого с исключительной точностью контролировался с помощью электростатической силы.
Измерить силу Казимира удалось именно благодаря возможности контролировать размер зазора. Чем больше он становился тем слабее была сила, пока не исчезла вовсе, перестав воздействовать на мембрану. Результаты этой работы потенциально применимы в самых различных областях, от химии и гравитационно-волновой астрономии, до чего-то настолько повсеместного, как метрология — наука об измерениях. Вообще, учёные уже давно показали возможность минимизировать механические потери, создавая устройства, основанные на силах, кажущихся фантастикой. Так, к примеру, существуют акустические и оптические пинцеты. В первом случае используется акустическое излучение для управления крошечными объектами, во-втором — сила света. Теперь же физики показали, что для манипулирования объектами можно использовать даже «ничто». Как-то даже на магию начинает походить — сразу Артур Кларк вспоминается.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.