SG.hu·
Először sikerült taszító Casimir-erőt mérni
A Harvard Egyetem kutatói első alkalommal mértek egy taszító kvantummechanikai erőt, amivel nanoméreteken lehetővé vált a levitáció.
A gravitáción felülkerekedő lebegés számos új nanotechnológiai alkalmazásnál hasznosítható. A Nature január 8-i számában megjelent tanulmányt Frederico Capasso a Harvard mérnöki és alkalmazott fizika karának professzora jegyzi, felfedezése az úgynevezett Casimir-erővel kapcsolatos munkákon alapul. Sokáig csak elméleti érdekességként tekintettek erre a vonzó erőre, amit a Heisenberg-féle határozatlansági relációval kapcsolatos energia kvantumfluktuációi idéznek elő, gyakorlati mérése egészen 1997-ig váratott magára.
A Casimir-erő akkor válik jelentőssé, amikor két fémes felület, mint két egymás felé fordított tükör 20 és 100 nanométer közötti távolságban helyezkednek el egymástól. "Amikor két azonos anyagú felületet, mint például az aranyat vákuum, levegő vagy folyadék választ el egymástól, a keletkező erő mindig vonzó" - magyarázta Capasso.
Ebből következhet, hogy ha két különböző anyagot alkalmaznak, akkor az erő akár meg is fordulhat, ezért a kvantum elmélettel továbbra is összhangban a tudósok a két folyadékba mártott felület egyikét kicserélték egy szilícium-dioxidból készültre. A trükk működött, a felületek közötti erő vonzásból taszításba váltott át. A taszító erő méréséhez a csapat egy mechanikus konzolhoz kapcsolt, arannyal bevont mikro-gömböt mártott brómbenzolba és folyamatosan nyomon kísérte a szilícium-dioxid lap távolságának változtatásai függvényében bekövetkező elhajlásokat.
Capasso szerint egyre nagyobb az érdeklődés a taszító Casimir-erők iránt, mivel kiválóan alkalmazhatók ultra érzékeny erő- és forgatónyomaték szenzorokban, mint nanoméretű iránytűk, gyorsulásmérők és giroszkópok. A taszító Casimir-erő minimalizálja a statikus súrlódást, mivel a felületek soha nem kerülnek közvetlen kontaktusba.
Még mielőtt gondolataink elkezdenénk tudományos-fantasztikus mélységekbe kalandozni, el kell mondani, hogy ezzel a módszerrel nem fogunk közelebb kerülni a nagyobb tárgyak, vagy akár az emberek lebegtetéséhez, a taszító Casimir-erő kizárólag a nanovilág ígérete marad.
A gravitáción felülkerekedő lebegés számos új nanotechnológiai alkalmazásnál hasznosítható. A Nature január 8-i számában megjelent tanulmányt Frederico Capasso a Harvard mérnöki és alkalmazott fizika karának professzora jegyzi, felfedezése az úgynevezett Casimir-erővel kapcsolatos munkákon alapul. Sokáig csak elméleti érdekességként tekintettek erre a vonzó erőre, amit a Heisenberg-féle határozatlansági relációval kapcsolatos energia kvantumfluktuációi idéznek elő, gyakorlati mérése egészen 1997-ig váratott magára. A Casimir-erő akkor válik jelentőssé, amikor két fémes felület, mint két egymás felé fordított tükör 20 és 100 nanométer közötti távolságban helyezkednek el egymástól. "Amikor két azonos anyagú felületet, mint például az aranyat vákuum, levegő vagy folyadék választ el egymástól, a keletkező erő mindig vonzó" - magyarázta Capasso.
Ebből következhet, hogy ha két különböző anyagot alkalmaznak, akkor az erő akár meg is fordulhat, ezért a kvantum elmélettel továbbra is összhangban a tudósok a két folyadékba mártott felület egyikét kicserélték egy szilícium-dioxidból készültre. A trükk működött, a felületek közötti erő vonzásból taszításba váltott át. A taszító erő méréséhez a csapat egy mechanikus konzolhoz kapcsolt, arannyal bevont mikro-gömböt mártott brómbenzolba és folyamatosan nyomon kísérte a szilícium-dioxid lap távolságának változtatásai függvényében bekövetkező elhajlásokat.
Capasso szerint egyre nagyobb az érdeklődés a taszító Casimir-erők iránt, mivel kiválóan alkalmazhatók ultra érzékeny erő- és forgatónyomaték szenzorokban, mint nanoméretű iránytűk, gyorsulásmérők és giroszkópok. A taszító Casimir-erő minimalizálja a statikus súrlódást, mivel a felületek soha nem kerülnek közvetlen kontaktusba.
Még mielőtt gondolataink elkezdenénk tudományos-fantasztikus mélységekbe kalandozni, el kell mondani, hogy ezzel a módszerrel nem fogunk közelebb kerülni a nagyobb tárgyak, vagy akár az emberek lebegtetéséhez, a taszító Casimir-erő kizárólag a nanovilág ígérete marad.