Ученые продемонстрировали «квантовый ховерборд» — Naked ScienceNaked Science
7 июня
4 минуты
Сергей Васильев
50

Ученые продемонстрировали «квантовый ховерборд»

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

casimir0

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.

21 октября
5 минут
Полина Гершберг

Недостаток аллопрегнанолона у беременной женщины может вызывать нарушения в развитии головного мозга ее ребенка.

Вчера, 12:51
4 минуты
Никита Шевцов

В начале этого месяца озоновая дыра над Южным полюсом достигла своего минимального размера с момента обнаружения — 10 миллионов квадратных километров.

20 октября
5 минут
Полина Гершберг

Новая модель объяснила необычное явление, зафиксированное во время подводного извержения на Алеутских островах.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

17 октября
5 минут
Илья Ведмеденко

Американские военные намерены получить прототип инновационного орудия в 2023 году.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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