Измерено значение вращающего момента Казимира

07.01.2019

Исследователям из университета Мэриленда впервые в истории науки удалось измерить значение физического эффекта, существование которого было предсказано 40 лет назад и который носит название вращающий момент Казимира. Когда в глубоком вакууме очень близко друг к другу помещаются две крошечные частички, размером не более одного микрона, они притягиваются друг к другу, эффект этого притяжения известен под названием эффекта Казимира. Вращающий момент Казимира связан с этим явлением и вызывается теми же самыми квантовыми электромагнитными эффектами. Под воздействием вращающего момента Казимира крошечная частица, находящаяся вблизи поверхности металлического материала в вакууме, начинает вращаться. Но сила, создаваемая вращающим моментом Казимира столь мала, что до последнего времени было очень трудно измерить ее абсолютное значение.

Для проведения измерений ученым пришлось создать сложную установку, чувствительными элементами которой являются жидкие кристаллы, кристаллы, подобные тем, что используются в жидкокристаллических дисплеях. Жидкие кристаллы были расположены на удалении всего 10 нанометров от поверхности большего твердого кристалла. Регистратором движения жидких кристаллов являлся специальный поляризационный микроскоп, при помощи которого можно точно измерить положение оптической оси жидких кристаллов.

Жидкие кристаллы являются идеальными датчиками, так как они крайне чувствительны к воздействию любых внешних сил, а то, что они поляризуют проходящий сквозь них свет, дает возможность точно определить их положение в любой момент времени. Поляризационный микроскоп видит каждый пиксель жидких кристаллов, как светлую или темную точку в зависимости от положения оси самих кристаллов. И любой изменение этого положения приводит к изменению яркости пикселя, что моментально регистрируется микроскопом.

Ученые использовали несколько различных типов частиц и кристаллов для измерения точных значений сил, создаваемых вращающим моментом Казимира. Было обнаружено, что эти силы сильно зависят от вида материала, из которого изготовлены частицы, и каждый из материалов имеет свою уникальную "подпись" с точки зрения этих сил.

Знание точных значений сил, связанных с эффектом Казимира, имеет значение не только с научной точки зрения. Силы эффекта и вращающего момента Казимира могут быть использованы для приведения в действие наноразмерных частей и узлов крошечных машин, которые, в свою очередь, могут являться узлами машин и механизмов более крупного масштаба. "В традиционных машинах вращающий момент создается и передается при помощи двигателей, коленчатых, карданных валов и т.п." - пишут исследователи, - "Вращающий момент Казимира может делать все то же самое на наноразмерном уровне".

<< Назад: Микророботы для ремонта подземных коммуникаций 08.01.2019

>> Вперед: Зритель сможет контролировать фильм с помощью волн мозга 07.01.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Самовосстанавливающиеся чипы 28.09.2006 Группа американских ученых начала трехлетний проект по исследованию технологии создания микрочипов, способных самостоятельно восстанавливаться после сбоев, сообщает Extreme Tech. О начале работ над проектом было объявлено на прошлой неделе на конференции по автоматизации проектирования, проходившей в Сан Франциско, представителями корпорации Semiconductor Research, Национального научного фонда США и Университета штата Мичиган. Предполагается построить технологию проектирования чипов, которая будет более эффективно производить поиск неисправных частей чипа, переводить вычислительные функции с нерабочих частей на рабочие, а затем исправлять возникшие неполадки и возвращать отремонтированный участок в строй. При этом микрочип сможет восстанавливаться за счет использования онлайнового ПО и собственных компонентов. На данный момент для поиска и диагностики проблем в полупроводниках используется их избыточность, что требует значительных дополнительных затрат, ухудшения производительности и увеличении размеров чипа. Моделирование надежности сложных систем становится все более сложным, так как требует рассматривать все больше разнообразных факторов, от дефектов в кремниевых проводах до недоработок в программных приложениях. В ходе исследования будет разработана как прямая, так и интуитивная модель коррекции ошибок, а также созданы быстрые и точные способы анализа надежности инфраструктуры.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025