In der Quant-Feldtheorie sind die Wirkung von Casimir und die Casimir-Polder-Kraft physische Kräfte, die aus einem gequantelten Feld entstehen. Das typische Beispiel ist zwei unbeladener metallischer Teller in einem Vakuum, wie Kondensatoren gelegt einige Mikrometer entfernt ohne jedes elektromagnetische Außenfeld. In einer klassischen Beschreibung bedeutet der Mangel an einem Außenfeld auch, dass es kein Feld zwischen den Tellern gibt, und keine Kraft zwischen ihnen gemessen würde. Wenn dieses Feld stattdessen mit QED Vakuum der Quant-Elektrodynamik studiert wird, wird es gesehen, dass die Teller wirklich die virtuellen Fotonen betreffen, die das Feld einsetzen, und eine Nettokraft — entweder eine Anziehungskraft oder eine Repulsion abhängig von der spezifischen Einordnung der zwei Teller erzeugen. Obwohl die Wirkung von Casimir in Bezug auf virtuelle Partikeln ausgedrückt werden kann, die mit den Gegenständen aufeinander wirken, wird sie am besten beschrieben und leichter in Bezug auf die Nullpunktsenergie eines gequantelten Feldes im vorläufigen Raum zwischen den Gegenständen berechnet. Diese Kraft ist gemessen worden, und ist ein bemerkenswertes Beispiel einer Wirkung rein wegen. Jedoch hat die Behandlung von Grenzbedingungen in diesen Berechnungen zu einer Meinungsverschiedenheit geführt.

Tatsächlich "war die ursprüngliche Absicht von Casimir, die Kraft von van der Waals zwischen polarizable Molekülen" der metallischen Teller zu schätzen. So kann es ohne jede Verweisung auf die Nullpunktsenergie (Vakuumenergie) oder virtuelle Partikeln von Quant-Feldern interpretiert werden.

Holländische Physiker Hendrik B. G. Casimir und Dirk Polder haben die Existenz der Kraft vorgeschlagen und haben ein Experiment (das "Experiment von Casimir") formuliert, um es 1948 zu entdecken, während sie an der Forschung an Philips Research Labs teilgenommen haben. Die klassische Form des Experimentes, das oben beschrieben ist, hat erfolgreich die Kraft zu innerhalb von 15 % des durch die Theorie vorausgesagten Werts demonstriert.

Weil die Kraft der Kraft schnell mit der Entfernung zurückgeht, ist es nur messbar, wenn die Entfernung zwischen den Gegenständen äußerst klein ist. Auf einer Submikron-Skala wird diese Kraft so stark, dass es die dominierende Kraft zwischen unbeladenen Leitern wird. Tatsächlich an Trennungen von 10 nm — ungefähr 100mal der typischen Größe eines Atoms — erzeugt die Wirkung von Casimir die Entsprechung von 1 Atmosphäre des Drucks (101.325 kPa), der genaue Wert abhängig von der Oberflächengeometrie und den anderen Faktoren.

In der modernen theoretischen Physik spielt die Wirkung von Casimir eine wichtige Rolle im chiral Tasche-Modell des Nukleons; und in der angewandten Physik ist es in einigen Aspekten von erscheinenden Mikrotechnologien und Nanotechnologien bedeutend.

Übersicht

Die Wirkung von Casimir kann durch die Idee verstanden werden, dass die Anwesenheit, Metalle und Dielektriken zu führen, den Vakuumerwartungswert der Energie des zweiten gequantelten elektromagnetischen Feldes verändert. Da der Wert dieser Energie von den Gestalten und Positionen der Leiter und Dielektriken abhängt, macht die Wirkung von Casimir sich Manifest als eine Kraft zwischen solchen Gegenständen.

Vakuumenergie

Die Ursachen der Wirkung von Casimir werden durch die Quant-Feldtheorie beschrieben, die feststellt, dass alle verschiedenen grundsätzlichen Felder, wie das elektromagnetische Feld, an all und jedem Punkt im Raum gequantelt werden müssen. In einer vereinfachten Ansicht kann ein "Feld" in der Physik vorgesehen werden, als ob Raum mit miteinander verbundenen vibrierenden Bällen und Frühlinge gefüllt wurde, und die Kraft des Feldes als die Versetzung eines Balls von seiner Rest-Position vergegenwärtigt werden kann. Vibrationen in diesem Feld pflanzen sich fort und werden durch die passende Wellengleichung für das besondere fragliche Feld geregelt. Der zweite quantization der Quant-Feldtheorie verlangt, dass jede solche mit dem Ballfrühlingskombination, d. h. dass die Kraft des Feldes gequantelt wird, an jedem Punkt im Raum gequantelt werden. Am grundlegendsten Niveau ist das Feld an jedem Punkt im Raum ein einfacher harmonischer Oszillator, und sein quantization legt ein Quant harmonischer Oszillator an jedem Punkt. Erregung des Feldes entsprechen den elementaren Partikeln der Partikel-Physik. Jedoch hat sogar das Vakuum eine gewaltig komplizierte Struktur, so müssen alle Berechnungen der Quant-Feldtheorie in Bezug auf dieses Modell des Vakuums gemacht werden.

Das Vakuum, hat implizit, alle Eigenschaften, die eine Partikel haben kann: Drehung oder Polarisation im Fall vom Licht, der Energie, und so weiter. Durchschnittlich annullieren die meisten dieser Eigenschaften: Das Vakuum ist schließlich in diesem Sinn, "leer". Eine wichtige Ausnahme ist die Vakuumenergie oder der Vakuumerwartungswert der Energie. Der quantization eines einfachen harmonischen Oszillators stellt fest, dass die niedrigstmögliche Energie oder Nullpunktsenergie, die solch ein Oszillator haben kann, sind

:

Das Summieren über alle möglichen Oszillatoren an allen Punkten im Raum gibt eine unendliche Menge. Um diese Unendlichkeit zu entfernen, kann man behaupten, dass nur Unterschiede in der Energie physisch messbar sind; dieses Argument ist die Untermauerung der Theorie der Wiedernormalisierung. In allen praktischen Berechnungen ist das, wie die Unendlichkeit immer behandelt wird. In einem tieferen Sinn, jedoch, ist Wiedernormalisierung unbefriedigend, und die Eliminierung dieser Unendlichkeit präsentiert eine Herausforderung in der Suche nach einer Theorie von Allem. Zurzeit gibt es keine zwingende Erklärung dafür, wie diese Unendlichkeit als im Wesentlichen Null behandelt werden sollte; ein Nichtnullwert ist im Wesentlichen die kosmologische Konstante und irgendwelche großen Wertursache-Schwierigkeiten in der Kosmologie.

Wechselweise stellt ein 2005-Vortrag von Robert Jaffe von MIT dass "Effekten von Casimir fest

kann formuliert werden, und Kräfte von Casimir können ohne Berücksichtigung Nullpunkt-Energien geschätzt werden.

Sie, sind Quant-Kräfte zwischen Anklagen und Strömen relativistisch. Die Kraft von Casimir (pro Einheit

Gebiet) zwischen parallelen Tellern verschwindet, als Alpha, die unveränderliche Feinstruktur, zur Null geht, und das Standardergebnis, das scheint, des Alphas unabhängig zu sein, dem Alpha  Unendlichkeitsgrenze entspricht," und dass "Die Kraft von Casimir einfach (relativistisch, verzögert) Kraft von van der Waals zwischen den Metalltellern ist."

Effekten

Die Beobachtung von Casimir bestand darin, dass das gequantelte an die zweite Stelle Quant elektromagnetisches Feld, in Gegenwart von Hauptteil-Körpern wie Metalle oder Dielektriken, muss denselben Grenzbedingungen folgen, denen das klassische elektromagnetische Feld folgen muss. Insbesondere das betrifft die Berechnung der Vakuumenergie in Gegenwart von einem Leiter oder Dielektrikum.

Denken Sie zum Beispiel, die Berechnung des Vakuumerwartungswerts des elektromagnetischen Feldes innerhalb einer Metallhöhle, solcher als, zum Beispiel, einer Radarhöhle oder eines Mikrowellenwellenleiters. In diesem Fall ist die richtige Weise, die Nullpunkt-Energie des Feldes zu finden, die Energien der stehenden Wellen der Höhle zu summieren. Zu all und jeder möglicher stehender Welle entspricht eine Energie; sagen Sie, dass die Energie der n-ten stehenden Welle ist. Der Vakuumerwartungswert der Energie des elektromagnetischen Feldes in der Höhle ist dann

:

mit der Summe, die alle möglichen Werte von n das Aufzählen der stehenden Wellen durchgeht. Der Faktor von 1/2 entspricht der Tatsache, dass die Nullpunktsenergien summiert werden (es ist derselbe 1/2, wie in der Gleichung erscheint). Geschrieben auf diese Weise ist diese Summe klar auseinander gehend; jedoch kann es verwendet werden, um begrenzte Ausdrücke zu schaffen.

Insbesondere man kann fragen, wie die Nullpunkt-Energie von der Gestalt s von der Höhle abhängt. Jedes Energieniveau hängt von der Gestalt ab, und so sollte man für das Energieniveau, und für den Vakuumerwartungswert schreiben. An diesem Punkt kommt eine wichtige Beobachtung: Die Kraft am Punkt p auf der Wand der Höhle ist der Änderung in der Vakuumenergie gleich, wenn die Gestalt s der Wand ein kleines bisschen gestört wird, sagen Sie durch, am Punkt p. D. h. man hat

:

Dieser Wert ist in vielen praktischen Berechnungen begrenzt.

Die Anziehungskraft zwischen den Tellern kann leicht verstanden werden, indem sie auf die 1-dimensionale Situation konzentriert wird. Nehmen Sie an, dass ein beweglicher leitender Teller an einer kurzen Entfernung von einem von zwei weit getrennten Tellern (Entfernung L einzeln) eingestellt wird. Mit einzeln. In diesem Fall sind die stehenden Wellen besonders leicht zu rechnen, da der Querbestandteil des elektrischen Feldes und der normale Bestandteil des magnetischen Feldes auf der Oberfläche eines Leiters verschwinden müssen. Das Annehmen der parallelen Teller liegt im xy-plane, die stehenden Wellen sind

:

wo für den elektrischen Bestandteil des elektromagnetischen Feldes, und für die Kürze eintritt, werden die Polarisation und die magnetischen Bestandteile hier ignoriert. Hier, und sind die Welle-Vektoren in der Richtungsparallele zu den Tellern und

der:

ist die Senkrechte des Welle-Vektoren zu den Tellern. Hier ist n eine ganze Zahl, sich aus der Voraussetzung ergebend, dass ψ auf den Metalltellern verschwinden. Die Energie dieser Welle ist

:

wo c die Geschwindigkeit des Lichtes ist. Die Vakuumenergie ist dann die Summe über alle möglichen Erregungsweisen

:

\int \frac {Ein dk_x dk_y} {(2\pi) ^2} \sum_ {n=1} ^\\infty \omega_n </Mathematik>

wo A das Gebiet der Metallteller ist, und ein Faktor 2 für die zwei möglichen Polarisationen der Welle eingeführt wird. Dieser Ausdruck ist klar unendlich, und mit der Berechnung fortzufahren, es ist günstig, einen Gangregler (besprochen im größeren Detail unten) einzuführen. Der Gangregler wird dienen, um den Ausdruck begrenzt zu machen, und wird schließlich entfernt. Die gezeta-regelte Version der Energie pro Einheitsgebiet des Tellers ist

:

\int \frac {dk_x dk_y} {(2\pi) ^2} \sum_ {n=1} ^\\infty \omega_n

\vert \omega_n\vert^ {-s} </Mathematik>

Schließlich soll die Grenze genommen werden. Hier ist s gerade eine komplexe Zahl, um mit der Gestalt besprochen vorher nicht verwirrt zu sein. Das integriert / Summe ist für den s begrenzt, der echt und größer ist als 3. Die Summe hat einen Pol an s = 3, aber kann zu s = 0 analytisch fortgesetzt werden, wo der Ausdruck begrenzt ist. Der obengenannte Ausdruck wird leicht vereinfacht zu:

:

\frac {\\hbar C^ {1-s}} {4\pi^2} \sum_n \int_0^\\infty 2\pi qdq

\left \vert q^2 + \frac {\\pi^2 n^2} {a^2} \right\vert^ {(1-s)/2} </Mathematik>

wo Polarkoordinaten eingeführt wurden, um das doppelte Integral in ein einzelnes Integral zu verwandeln. In der Vorderseite ist Jacobian und das Kommen aus der winkeligen Integration. Das Integral wird leicht durchgeführt und läuft wenn Re [s]> 3 zusammen, hinauslaufend

:

- \frac {\\hbar C^ {1-s} \pi^ {2-s}} {2a^ {3-s}} \frac {1} {3-s }\

\sum_n \vert n\vert ^ {3-s} </Mathematik>

Die Summe weicht klar an s in der Nachbarschaft der Null ab, aber wenn, wie man annimmt, die Dämpfung von Erregung der großen Frequenz entsprechend der analytischen Verlängerung des Riemanns zeta Funktion zu s = 0 Sinn physisch irgendwie hat, dann hat man

:

\lim_ {s\to 0} \frac {\\langle E (s) \rangle} =

- \frac {\\hbar c \pi^ {2}} {6a^ {3}} \zeta (-3) </Mathematik>

Aber und so erhält man

:

\frac {-\hbar c \pi^ {2}} {3 \cdot 240 a^ {3}} </Mathematik>

Die analytische Verlängerung hat zweifellos eine zusätzliche positive Unendlichkeit verloren, irgendwie genau für die Nullpunktsenergie (nicht eingeschlossen oben) außerhalb des Ablagefaches zwischen den Tellern verantwortlich seiend, aber der sich nach der Teller-Bewegung innerhalb eines geschlossenen Systems ändert. Die Kraft von Casimir pro Einheitsgebiet für idealisierte, vollkommen führende Teller mit dem Vakuum zwischen ihnen ist

:

\frac {d} {da} \frac {\\langle E \rangle} =

- \frac {\\hbar c \pi^2} {240 a^4} </Mathematik>

wo

: (hbar, ħ) ist der reduzierte Planck unveränderlich,

: ist die Geschwindigkeit des Lichtes,

: ist die Entfernung zwischen den zwei Tellern.

Die Kraft ist negativ, anzeigend, dass die Kraft attraktiv ist: Indem sie die zwei Teller zusammen näher gerückt wird, wird die Energie gesenkt. Die Anwesenheit von Shows, dass die Kraft von Casimir pro Einheitsgebiet sehr klein ist, und dass außerdem die Kraft von Natur aus des mit dem Quant mechanischen Ursprungs ist.

ZEICHEN: In der ursprünglichen Abstammung von Casimir http://www.dwc.knaw.nl/DL/publications/PU00018547.pdf wird ein beweglicher leitender Teller an einer kurzen Entfernung von einem von zwei weit getrennten Tellern (Entfernung L einzeln) eingestellt. Die 0-Punkte-Energie an beiden Seiten des Tellers wird betrachtet. Statt des obengenannten werden analytische Ad-Hoc-Verlängerungsannahme, nichtkonvergente Summen und Integrale mit der Euler-Maclaurin Summierung mit einer Regelungsfunktion (z.B, Exponentialregularization) nicht so anomal geschätzt wie im obengenannten.

Neuere Theorie

Die Analyse von Casimir von idealisierten Metalltellern wurde zu willkürlichen dielektrischen und realistischen Metalltellern von Lifshitz und seinen Studenten verallgemeinert. Mit dieser Annäherung können Komplikationen der begrenzenden Oberflächen, wie die Modifizierungen dem Casimir Kraft wegen des begrenzten Leitvermögens, numerisch mit den tabellarisierten komplizierten dielektrischen Funktionen der begrenzenden Materialien berechnet werden. Lifshitz' Theorie für zwei Metallteller nimmt Casimir ab hat idealisiert 1/a zwingen Gesetz für große Trennungen ein viel größerer als die Eindringtiefe des Metalls, und nimmt umgekehrt zum 1/a-Kraft-Gesetz der Londoner Streuungskraft (mit einem Koeffizienten genannt Hamaker unveränderlich) für kleinen a, mit einer mehr komplizierten Abhängigkeit von für durch die Streuung der Materialien bestimmte Zwischentrennungen ab.

Lifshitz' Ergebnis wurde nachher zur willkürlichen Mehrschicht planare Geometrie sowie zu anisotropic und magnetischen Materialien verallgemeinert, aber seit mehreren Jahrzehnten ist die Berechnung von Kräften von Casimir für die nichtplanare Geometrie beschränkt auf einige idealisierte Fälle geblieben, die analytische Lösungen zulassen. Zum Beispiel wurde die Kraft in der experimentellen Geometrie des Bereich-Tellers mit einer Annäherung geschätzt (wegen Derjaguin), dass der Bereich-Radius R viel größer ist als die Trennung a, in welchem Fall die nahe gelegenen Oberflächen fast parallel sind und das Ergebnis des parallelen Tellers angepasst werden kann, um eine ungefähre R/a-Kraft zu erhalten (sowohl Eindringtiefe als auch höherwertige Krümmungseffekten vernachlässigend). Jedoch in den 2000er Jahren haben mehrere Autoren entwickelt und haben eine Vielfalt von numerischen Techniken in vielen Fällen demonstriert, die von klassischen rechenbetonten electromagnetics angepasst sind, die dazu fähig sind, genau Kräfte von Casimir für die willkürliche Geometrie und Materialien von einfachen Effekten der begrenzten Größe von begrenzten Tellern zu mehr komplizierten Phänomenen zu berechnen, die für gemusterte Oberflächen oder Gegenstände von verschiedenen Gestalten entstehen.

Maß

Einer der ersten experimentellen Tests wurde von Marcus Sparnaay an Philips in Eindhoven 1958 in einem feinen und schwierigen Experiment mit parallelen Tellern geführt, Ergebnisse nicht im Widerspruch mit der Theorie von Casimir, aber mit großen experimentellen Fehlern erhaltend. Einige der experimentellen Details sowie etwas Hintergrundinformation darüber, wie Casimir, Polder und Sparnaay diesen Punkt erreicht haben, werden in einem 2007-Interview mit Marcus Sparnaay hervorgehoben.

Die Wirkung von Casimir wurde genauer 1997 von Steve K. Lamoreaux von Los Alamos National Laboratory, und von Umar Mohideen und Anushree Roy von der Universität Kaliforniens am Flussufer gemessen. In der Praxis, anstatt zwei parallele Teller zu verwenden, die verlangen würden, dass phänomenal genaue Anordnung sicherstellt, dass sie parallel waren, verwenden die Experimente einen Teller, der flach ist und ein anderer Teller, der ein Teil eines Bereichs mit einem großen Radius ist.

2001 hat eine Gruppe (Giacomo Bressi, Gianni Carugno, Roberto Onofrio und Giuseppe Ruoso) an der Universität von Padua (Italien) schließlich geschafft, die Kraft von Casimir zwischen parallelen Tellern mit Mikroresonatoren zu messen.

Regularisation

Um im Stande zu sein, Berechnungen im allgemeinen Fall durchzuführen, ist es günstig, einen Gangregler in den Summierungen einzuführen. Das ist ein künstliches Gerät, verwendet, um die Summen begrenzt zu machen, so dass sie leichter, gefolgte von der Einnahme einer Grenze manipuliert werden können, um den Gangregler zu entfernen.

Der Hitzekern oder die exponential geregelte Summe sind

:

\exp (-t |\omega_n |) </math>

wo die Grenze schließlich genommen wird. Die Abschweifung der Summe wird normalerweise als manifestiert

:

für dreidimensionale Höhlen. Der unendliche Teil der Summe wird mit dem Hauptteil unveränderlicher C vereinigt, der von der Gestalt der Höhle nicht abhängt. Der interessante Teil der Summe ist der begrenzte Teil, der von der Gestalt abhängig ist. Der Gaussian Gangregler

:

\exp (-t^2 |\omega_n |^2) </Mathematik>

wird numerischen Berechnungen wegen seiner höheren Konvergenz-Eigenschaften besser angepasst, aber ist schwieriger, in theoretischen Berechnungen zu verwenden. Anderer, glätten Sie angemessen, Gangregler können ebenso verwendet werden. Der Zeta-Funktionsgangregler

:ist

für numerische Berechnungen völlig unpassend, aber ist in theoretischen Berechnungen ziemlich nützlich. Insbesondere Abschweifungen tauchen als Pole im Komplex s Flugzeug, mit der Hauptteil-Abschweifung an s = 4 auf. Diese Summe kann vorbei an diesem Pol analytisch fortgesetzt werden, um einen begrenzten Teil an s = 0 zu erhalten.

Nicht jede Höhle-Konfiguration führt notwendigerweise zu einem begrenzten Teil (der Mangel an einem Pol an s = 0) oder mit der Gestalt unabhängigen unendlichen Teilen. In diesem Fall sollte es verstanden werden, dass zusätzliche Physik in Betracht gezogen werden muss. Insbesondere an äußerst großen Frequenzen (über der Plasmafrequenz) werden Metalle durchsichtig für Fotonen (wie Röntgenstrahlen), und Dielektriken zeigen eine frequenzabhängige Abkürzung ebenso. Diese Frequenzabhängigkeit handelt als ein natürlicher Gangregler. Es gibt eine Vielfalt von Hauptteil-Effekten in der Physik des festen Zustands, die mathematisch zur Wirkung von Casimir sehr ähnlich ist, wohin die Abkürzungsfrequenz in ausführliches Spiel eintritt, um Ausdrücke begrenzt zu halten. (Diese werden im größeren Detail in Landau und Lifshitz, "Theorie von Dauernden Medien besprochen".)

Allgemeinheiten

Die Wirkung von Casimir kann auch mit den mathematischen Mechanismen von funktionellen Integralen der Quant-Feldtheorie geschätzt werden, obwohl solche Berechnungen beträchtlich abstrakter, und so schwierig sind umzufassen. Außerdem können sie nur für die einfachste von der Geometrie ausgeführt werden. Jedoch macht der Formalismus der Quant-Feldtheorie verständlich, dass die Vakuumerwartungswertsummierungen im gewissen Sinne Summierungen über so genannte "virtuelle Partikeln" sind.

Interessanter ist das Verstehen, dass die Summen über die Energien von stehenden Wellen als Summen über den eigenvalues von Hamiltonian formell verstanden werden sollten. Das erlaubt atomare und molekulare Effekten wie die Kraft von van der Waals, um als eine Schwankung auf dem Thema der Wirkung von Casimir verstanden zu werden. So denkt man Hamiltonian eines Systems als eine Funktion der Einordnung von Gegenständen wie Atome im Konfigurationsraum. Wie man verstehen kann, läuft die Änderung in der Nullpunktsenergie als eine Funktion von Änderungen der Konfiguration auf Kräfte hinaus, die zwischen den Gegenständen handeln.

Im chiral Tasche-Modell des Nukleons spielt die Energie von Casimir eine wichtige Rolle in der Vertretung, dass die Masse des Nukleons des Tasche-Radius unabhängig ist. Außerdem wird die geisterhafte Asymmetrie als ein Nichtnullvakuumerwartungswert der Baryonenzahl interpretiert, die topologische krumme Zahl des pion Feldes annullierend, das das Nukleon umgibt.

Wurmlöcher

Die exotische Sache mit der negativen Energiedichte kann erforderlich sein, ein Wurmloch zu stabilisieren. Morris, Thorne und Yurtsever haben darauf hingewiesen, dass die Quant-Mechanik der Wirkung von Casimir verwendet werden kann, um ein lokal massennegatives Gebiet der Raum-Zeit zu erzeugen und darauf hingewiesen hat, dass negative Wirkung verwendet werden konnte, um ein Wurmloch zu stabilisieren, um schneller zu erlauben, als leichtes Reisen.

In der Physik ist ein Wurmloch eine hypothetische topologische Eigenschaft der Raum-Zeit, die, im Wesentlichen, eine "Abkürzung" durch die Raum-Zeit sein würde. Für eine einfache Seherklärung eines Wurmloches, betrachten Sie Raum-Zeit als vergegenwärtigt als eine zweidimensionale (2.) Oberfläche. Wenn diese Oberfläche entlang einer dritten Dimension gefaltet wird, erlaubt sie, ein Wurmloch "Brücke" darzustellen. (Bemerken Sie bitte aber, dass das bloß eine Vergegenwärtigung ist, die gezeigt ist, um im Wesentlichen unvisualisable in 4 oder mehr Dimensionen vorhandene Struktur zu befördern. Die Teile des Wurmloches konnten hoch-dimensionale Entsprechungen für die Teile der gekrümmten 2. Oberfläche sein; zum Beispiel statt Münder, die kreisförmige Löcher in einem 2. Flugzeug sind, konnten Münder eines echten Wurmloches Bereiche im 3D-Raum sein.) Ein Wurmloch, ist in der Theorie, viel wie ein Tunnel mit zwei Enden jeder in getrennten Punkten in der Raum-Zeit.

Dieses Konzept ist umfassend in der Sciencefiction verwendet worden.

Analogien und die dynamische Wirkung von Casimir

Eine ähnliche Analyse kann verwendet werden, um Jagende Radiation zu erklären, die die langsame "Eindampfung" von schwarzen Löchern verursacht (obwohl das allgemein als die Flucht einer Partikel von einem virtuellen Paar des Partikel-Antiteilchens, die andere Partikel vergegenwärtigt wird, die durch das schwarze Loch worden ist gewinnt).

Die dynamische Wirkung von Casimir ist die Produktion von Partikeln und Energie von einer beschleunigten Grenze, häufig gekennzeichnet als ein bewegender Spiegel oder Bewegungsveranlasste Radiation.

Gebaut innerhalb des Fachwerks der Quant-Feldtheorie in der gekrümmten Raum-Zeit ist die dynamische Wirkung von Casimir verwendet worden, um Beschleunigungsradiation besser zu verstehen; d. h. die Wirkung von Unruh.

Bewegende Spiegel schaffen Wärmegewicht, Partikeln, Energie und gravitationsähnliche Effekten. In der Analogie zum Ereignis-Horizont eines schwarzen Loches verstärkt ein beschleunigter Spiegel Quant-Feld Vakuumschwankungen.

Eine experimentelle Überprüfung der dynamischen Wirkung von Casimir wurde zuerst im Mai 2011 an der Chalmers Universität der Technologie, in Gothenburg, Schweden erreicht.

Abstoßende Kräfte

Es gibt wenige Beispiele, worin die Wirkung von Casimir abstoßende Kräfte zwischen unbeladenen Gegenständen verursachen kann. In einer Samenzeitung hat Evgeny Lifshitz (theoretisch) gezeigt, dass in bestimmten Fällen (meistens Flüssigkeiten einschließend), abstoßende Kräfte entstehen können. Das hat Interesse an Anwendungen der Wirkung von Casimir zur Entwicklung von frei schwebenden Geräten befeuert. Eine experimentelle Demonstration der mit Sitz in Casimir von Lifshitz vorausgesagten Repulsion wurde kürzlich von Munday ausgeführt u. a. Andere Wissenschaftler haben auch den Gebrauch von Gewinn-Medien vorgeschlagen, eine ähnliche Levitationswirkung zu erreichen, obwohl das umstritten ist, weil diese Materialien scheinen, grundsätzliche Kausalitätseinschränkungen und die Voraussetzung des thermodynamischen Gleichgewichts zu verletzen.

Anwendungen

Es ist darauf hingewiesen worden, dass die Kräfte von Casimir Anwendung in der Nanotechnologie, in der integrierten Schaltungstechnik des besonderen Silikons gestützt mikro - und nanoelectromechanical Systeme, Silikonreihe-Antrieb für Raumlaufwerke und so genannte Oszillatoren von Casimir haben.

Siehe auch

• Druck von Casimir
• Wirkung von Scharnhorst
• Kraft von Van der Waals

Weiterführende Literatur

Einleitende Lesungen

• Wirkungsbeschreibung von Casimir von der Universität Kaliforniens, der Version des Flussufers der häufig gestellten Usenet-Physik-Fragen.
• A. Lambrecht, Die Wirkung von Casimir: eine Kraft von nichts, Physik-Welt, September 2002.
• Wirkung von Casimir auf das Astronomie-Bild des Tages
• Physiker haben Mysterium von Levitationstelegraf-Interview-Prof. Ulf Leonhardt und Dr Thomas Philbin 'gelöst'

Zeitungen, Bücher und Vorträge

• H. B. G. Casimir und D. Polder, "Der Einfluss der Zurückgebliebenheit auf dem London-van der Waals Forces", Phys. Hochwürdiger. 73, 360-372 (1948).
• S. K. Lamoreaux, "Demonstration der Kraft von Casimir in den 0.6 zu 6 µm-Reihe", Phys. Hochwürdiger. Lette. 78, 5-8 (1997)
• M. Bordag, U. Mohideen, V.M. Mostepanenko, "New Developments in der Wirkung von Casimir", Phys. Das Vertreter 353, 1-205 (2001), arXiv. (200 + Seitenübersicht.)
• Kimball A.Milton: "Die Wirkung von Casimir", Welt Wissenschaftlich, Singapur 2001, internationale Standardbuchnummer 981-02-4397-9
• J. D. Barrow, "Viel Wirbel über nichts", (2005) Vortrag in der Gresham Universität. (Schließt Diskussion der französischen Marineanalogie ein.)

• (Auch schließt Diskussion der französischen Marineanalogie ein.)
• Jonathan P. Dowling, "Die Mathematik der Wirkung von Casimir", Mathematik. Illustrierte. 62, 324-331 (1989).

Temperaturabhängigkeit

• Maße umgearbeitete übliche Ansicht von der schwer erfassbaren Kraft von NIST
• V.V. Nesterenko, G. Lambiase, G. Scarpetta, Berechnung der Energie von Casimir bei der begrenzten und Nulltemperatur: einige neue Ergebnisse, arXiv:hep-th/0503100 v2 am 13. Mai 2005

Links

• Wirkungsartikel von Casimir sucht auf arxiv.org
• G. Lang, Die Website von Casimir Force, 2002
• J. Babb, Bibliografie auf der Website von Casimir Effect, 2009