Ученые продемонстрировали «квантовый ховерборд» — Naked Science
4 минуты
Васильев1 Сергей

Ученые продемонстрировали «квантовый ховерборд»

Физики научились тонко настраивать действие квантовых сил и заставили золотую пластинку парить над опорой.

casimir0
©Wikipedia

Физический вакуум никогда не бывает совершенно пуст. Даже при полном отсутствии частиц постоянные энергетические флуктуации приводят к рождению виртуальных пар частиц и античастиц. Они практически моментально взаимодействуют и аннигилируют, снова пропадая, однако эффекты их «танца» вполне можно заметить — например, по слабому притяжению, возникающему между парой очень ровных и тесно сближенных друг с другом зеркальных поверхностей.

 

Дело в том, что колебания частиц вызывают колебания соответствующих полей, в том числе электромагнитных. В пространстве между парой поверхностей электромагнитные волны будут интерферировать, так что одна частота (резонансная) окажется усиленной, а все остальные — подавленными. А значит, снаружи, где никакого подавления не происходит, давление виртуальных частиц будет выше, чем внутри, создавая небольшое притяжение между пластинами. Это явление было предсказано в середине ХХ века нидерландским физиком Хендриком Казимиром и получило его имя.

 

Сегодня эффект Казимира многократно продемонстрирован в лаборатории, а использованием более сложных форм, материалов и ориентации пластин ученые научились добиваться и расталкивающей силы. Недавно команде ученых из США и Китая удалось стабилизировать отталкивающие и притягивающие силы Казимира, получив квантовый «ховерборд», способный к довольно устойчивой левитации. Статья Сян Чжана (Xiang Zhang) и его коллег опубликована в журнале Science.

 

Авторы использовали тончайшую золотую пластинку (всего 25 мкм в поперечнике): расположенная в 45 нм над золотой опорой, она быстро притягивается к ней силами Казимира. Однако на этот раз ученые дополнительно покрыли ее слоем тефлона, который при определенном сближении поверхностей создавал отталкивающие силы. Варьируя толщину покрытия, удалось добиться стабильной левитации такого «ховерборда», который завис над опорой на целых 20 минут, то поднимаясь, то опускаясь в пределах 10 нм.

 

Остается лишь пожалеть, что проявления эффекта Казимира не масштабируются. Они существенны лишь в квантовом мире, и при любой попытке увеличения такого «ховерборда» обычные электромагнитные силы и обычная гравитация быстро заставят его упасть на опору. Тем не менее новое решение может найти применение в нанотехнологиях и электронике будущего.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

9 часов назад
4 минуты
Василий Парфенов

Торговое судно Maersk Launceston столкнулось с тральщиком Callisto около острова Саламин. Сухогруз, шедший под флагом Португалии, получил незначительные повреждения, а греческому военному кораблю оторвало корму, и она затонула.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: