Тепловой эффект Казимира экспериментально подтвердили

Физики США впервые экспериментально продемонстрировали действие так называемого теплового эффекта Казимира – притяжения между двумя проводящими телами в результате тепловых флуктуаций электромагнитного поля.

Эффект Казимира очень популярен в среде любителей "патологической физики". По их мнению, с его помощью можно создать вечный двигатель, перемещаться со скоростью больше скорости света и т.п. На самом деле это вполне нормальный эффект, свидетельствующий о наличии непустого квантового вакуума, впервые предсказанный голландским теоретиком Хендриком Казимиром еще в 1948-м году. Основан он на том, что энергия электромагнитного поля в вакууме не равна нулю, а постоянно флуктуирует вокруг некоего среднего значения, называемого "нулевой точкой". Казимир доказал, что если две параллельные незаряженные проводящие плоскости, находящиеся очень близко друг от друга, поместить в вакуум, то силы, возникающие в результате колебаний поля, будут оказывать на внешние стороны плоскостей большее давление, чем на внутренние, в результате чего плоскости будут сближаться.

Физикам удалось зарегистрировать тепловой эффект Казимира

Эффект проявляется при температурах, близких к абсолютному нулю и на очень коротких расстояниях. Однако в 1955-м году, Евгений Лифшиц, который вместе с Ландау написал знаменитый "Курс теоретической физики", показал, что при более высоких температурах на флуктуации электромагнитного поля накладываются еще и тепловые колебания, приводя к "тепловому эффекту Казимира", который сказывается на больших расстояниях между плоскостями.

В 1997-м году Стив Ламоро (Steve Lamoreaux) из Университета штата Вашингтон экспериментально подтвердил наличие эффекта Казимира с флуктуациями нулевой точки, а теперь, в кооперации с Александром Шушковым и его командой из Йельского университета, он впервые экспериментально продемонстрировал тепловой эффект Казимира, предсказанный Лифшицем.

В эксперименте вместо двух параллельных плоскостей использовались золотые пластина и сфера (это избавляло от необходимости юстировать их параллельности). Специальный маятник фиксировал силу казимировского притяжения, отклоняясь по мере сближения сферы и пластины. На расстоянии между сферой и пластиной в три микрона был зарегистрирован эффект Казимира с нулевой точкой, на больших расстояниях он быстро исчезал, однако, когда он уже должен был быть равен нулю, притяжение все-таки регистрировалось – это и был тепловой эффект Казимира.

В дальнейшем йельская группа намерена проверить тепловой эффект Казимира на других материалах, в том числе на полупроводниках.