什么是卡西米尔效应(Casimir Effect)？

卡西米尔效应是指真空中两个不带电的极板之间出现的微小的引力。这种卡西米尔力只有当两个极板非常接近（几个原子直径）时才可测量。这种力是荷兰理论物理学家亨德里克·卡西米尔在1948年预言的，并在1958年得到实验验证作...

卡西米尔效应是指真空中两个不带电的极板之间出现的微小的引力。这种卡西米尔力只有当两个极板非常接近（几个原子直径）时才可测量。这种力是荷兰理论物理学家亨德里克·卡西米尔在1948年预言的，并在1958年得到实验验证作者：Marcus Spaarnay，他在埃因霍温的飞利浦研究胶体溶液的性质。卡西米尔效应的公认原因是板块间电磁场的量子真空涨落（零点起伏）。科学家手持烧杯产生吸引力是因为，量子理论表明，即使是所谓的真空，也含有大量处于连续起伏状态的虚拟电磁粒子和反粒子，这就是所谓的真空能量，因为极板之间的间隙限制了虚粒子对的可能波长，相对于外部空间，板块之间的空间内的虚粒子较少。这意味着板块之间的能量密度小于周围空间的能量密度，从而产生一个负压，从而将板块拉到一起。板块越靠近，板块越小真空能量密度。直到1997年，洛斯阿拉莫斯国家实验室的Steve K.Lamoreaux以及加州大学河滨分校的Umar Mohideen和Anushree Roy才测量出卡西米尔力的精确大小。因为使用两个平行板对精确对准要求很高，一个盘子和一个近乎完美的球体被使用在5%的误差范围内，强度被发现是量子理论所预测的强度；定义为平板间电磁场的傅立叶模的零点能量。在某些材料和某些构型下，结果表明，卡西米尔效应既有吸引力，也有排斥性，似乎卡西米尔力太小，不可能有效地应用于我们现在的任何技术中，尽管对它的存在的了解对于那些在现在和未来几十年里设计微机械或纳米机械机械装置的人来说可能是必不可少的，尽管这一天还很遥远，而且很可能在这一天成为可能之前发现更有效的能源。

发表于 2020-09-18 00:03
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分类：科学教育

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