Μπορεί ο άδειος χώρος να ασκήσει φυσική δύναμη;
Δύο μεταλλικές πλάκες στο κενό έλκονται μεταξύ τους λόγω των κβαντικών διακυμάνσεων του άδειου χώρου.
Το φαινόμενο Casimir αποδεικνύει ότι το κενό δεν είναι άδειο αλλά γεμάτο ενέργεια. Όταν οι πλάκες πλησιάζουν πολύ κοντά, περιορίζουν τα κύματα ενέργειας ανάμεσά τους. Η μεγαλύτερη πίεση από τα εξωτερικά κύματα τις σπρώχνει να ενωθούν. Αυτή η δύναμη είναι τόσο ισχυρή σε μικροσκοπικό επίπεδο που μπορεί να προκαλέσει τη συγκόλληση εξαρτημάτων σε νανομηχανές.
Nerd Mode
Το φαινόμενο Casimir προτάθηκε για πρώτη φορά το 1948 από τον Ολλανδό φυσικό Hendrik Casimir ενώ εργαζόταν στα εργαστήρια της Philips. Η θεωρία του βασίζεται στην κβαντική ηλεκτροδυναμική και στην αρχή ότι το κενό περιέχει διακυμάνσεις μηδενικού σημείου. Αυτές οι διακυμάνσεις δημιουργούν εικονικά σωματίδια που εμφανίζονται και εξαφανίζονται συνεχώς.Σύμφωνα με την κβαντομηχανική, το κενό έχει μια ελάχιστη ενέργεια που δεν είναι ποτέ μηδέν. Όταν δύο αγώγιμες πλάκες τοποθετούνται σε απόσταση μερικών νανομέτρων, μόνο ορισμένα μήκη κύματος μπορούν να υπάρξουν στον ενδιάμεσο χώρο. Αυτό συμβαίνει επειδή τα κύματα πρέπει να έχουν κόμβους στις επιφάνειες των πλακών, περιορίζοντας έτσι την πυκνότητα ενέργειας στο εσωτερικό τους.Έξω από τις πλάκες δεν υπάρχει τέτοιος περιορισμός, οπότε η εξωτερική πίεση είναι μεγαλύτερη από την εσωτερική. Η πρώτη πειραματική επιβεβαίωση έγινε το 1958 από τον Marcus Sparnaay, αλλά με μεγάλο περιθώριο σφάλματος. Μόλις το 1997, ο Steve Lamoreaux στο Εθνικό Εργαστήριο Los Alamos κατάφερε να μετρήσει τη δύναμη με ακρίβεια 5% χρησιμοποιώντας μια σφαίρα και μια πλάκα.Σήμερα, το φαινόμενο Casimir είναι κρίσιμο για τη νανοτεχνολογία και τον σχεδιασμό Μικροηλεκτρομηχανικών Συστημάτων (MEMS). Σε αποστάσεις κάτω από 100 νανόμετρα, η δύναμη αυτή γίνεται κυρίαρχη και μπορεί να προκαλέσει το φαινόμενο stiction, όπου τα κινούμενα μέρη κολλάνε μεταξύ τους. Η κατανόηση αυτής της δύναμης είναι απαραίτητη για την κατασκευή των μελλοντικών κβαντικών υπολογιστών και αισθητήρων ακριβείας.
Επαληθευμένο γεγονός
FP-0008641 · Feb 20, 2026