|
Вакуум не так пуст, как вы думаете. В самом деле, высокий вакуум - суп из виртуальных частиц, возникающих спонтанно и так же исчезающих. Это явление называется «вакуумной флуктуации". Обычно мы не замечаем такие короткоживущие частицы, но в некоторых случаях, вакуумные силы могут иметь измеримый эффект.
Группа ученых из Института Вейцмана (Израиль) и Технического университета Вены в настоящее время предлагается метод, с помощью которого можно было бы укрепить эти силы на несколько порядков -. Именно с помощью трубы, направляет виртуальные частицы в правильном направлении энергии "одолжить" - но ненадолго , если вы припарковать машину, а затем он ушел, то, что, скорее всего, не имеет ничего общего с вакуумных флуктуаций. Объекты не может исчезнуть или появиться из ниоткуда - который будет нарушать закон сохранения энергии.
В квантовой физике, это сложно, однако: "Из-за соотношения неопределенностей, виртуальные частицы могут возникать спонтанно в течение короткого периода", говорит Игорь Мазец из ТУ Вене. "Чем выше их энергия, тем быстрее они снова исчезают." Но эти виртуальные частицы могут иметь ощутимое воздействие. В очень малых расстояниях вакуумные флуктуации могут привести к притяжения между атомами и молекулами, так называемых сил Ван дер Ваальса. Даже способность подняться геккона к гладким поверхностям вверх имеет отчасти связано с вакуумных флуктуаций и виртуальных частиц. Знаменитый эффект Казимира является еще одним примером силы вакуума.
Физик Хендрик Казимир рассчитал в 1948 году, что параллельные зеркала притягиваются друг к другу в пустом пространстве, из-за того, как они влияют на вакуум вокруг них атомы и фотоны двух атомов, которые близко друг к другу, а также изменить вакуум в их среде. Один из них может испустить виртуальный фотон, который практически мгновенно поглощается другим атомом - считается на шкале времени, что больше, чем малое время жизни фотона фактически не изменилась. Полная энергия остается тем же самым. Но в одиночку является тот факт, что в этом случае, виртуальные частицы можно обменять, изменяет свойства вакуума вокруг атомов, и что приводит к силе. "Как правило, такие силы очень трудно измерить", говорит Игорь Мазец. "Это отчасти потому, фотон может срабатывать в любом направлении и, что шанс для фотона быть поглощенной второго атома очень мало."
Но что происходит, когда один помогает виртуальные частицы, правильный путь найти? Ефрем Шимон, Гершон Куриски (Институт Вейцмана) и Игорь Мазец рассчитали как изменить вакуумные силы, когда атомы находятся непосредственно на охлаждаемом ЛЭП, например, коаксиального кабеля или копланарного волновода (элемента в полости квантовой электродинамики уже используется в качестве открытой линией). "В этом случае, колебания эффективно ограничивается одном измерении", говорит Игорь Мазец. Виртуальные частицы будут вынуждены перемещаться в направлении другого атома. В этом случае сила, действующая между атомами, которая обусловлена колебанием, на несколько порядков выше, чем у пустого пространства.
Как правило, сила быстро уменьшается с увеличением расстояния между атомами. В связи с ЛЭП, мощность падает только в третьей степени, а не, как обычно, с седьмым степени расстояния. , исследовательская группа полагает, что предлагаемый подход для увеличения силы вакуумных флуктуаций очень значительное влияние на наше понимание сил Казимира и Ван-дер-Ваальса. Последствия даже могут быть использованы для применения в квантовой информации и других квантовых технологиях.
|
