Ученые продемонстрировали «квантовый ховерборд» — Naked Science
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.
5 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 15:39
5 минут
Илья Ведмеденко

Специалистам «Роскосмоса» удалось запустить основные двигатели нового модуля «Наука». Ранее сообщалось о технических неполадках, возникших после старта.

5 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

21 июля
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: