تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
Casimir Effect
المؤلف:
Franklin Potter and Christopher Jargodzki
المصدر:
Mad about Modern Physics
الجزء والصفحة:
p 84
26-10-2016
421
Casimir Effect
When two parallel uncharged metal sheets are placed in a perfect vacuum, they attract each other with a tiny force that is not gravitational. What is the source of this effect?
Answer
Although the classical vacuum is a void, the quantum mechanical vacuum is a soup of virtual particle-antiparticle pairs that interact with the real atoms in the metal plates, these pairs being created and annihilated in extremely short time intervals in accordance with the Heisenberg uncertainty principle. That is, the more the total energy ΔE in the pair, the less time duration Δt is its existence so that ΔEΔt ≥ h/4π. This vacuum pair “soup” pushes inward at both plates when the plates are very close to each other because certain particle-antiparticle pairs are practically forbidden from momentarily appearing between them. Essentially, if their deBroglie wavelength exceeds the plate spacing, these pairs have a much lower probability to be between the plates. But these same pairs appear outside the plates and provide the additional forces, whence the net inward force. Known as the Casimir effect, it was first measured in 1958.
The Casimir force is too small to be observed for plates that are not within microns of each other. Two mirrors with an area of 1 cm2 separated by a distance of about 1 μm have an attractive Casimir force of about 10–7 N. Although this force seems very small, at distances of less than a micrometer the Casimir force becomes the strongest force between two neutral objects! At separations of 10 nanometer roughly 100 times the size of an atom the Casimir effect produces a force that is the equivalent of 1 atmosphere of pressure. The resurgence of interest in the Casimir force is because micromechanical devices on the scale of tens of nanometers must accommodate its effects!