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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Скоростная флэш-память Samsung eUFS 3.1 512 ГБ 21.03.2020 Samsung Electronics сообщила о начале серийного выпуска скоростных модулей флэш-памяти eUFS (embedded Universal Flash Storage) 3.1 объемом 512 ГБ для следующего поколения флагманских смартфонов, планшетов и других мобильных устройств. Новая флэш-память eUFS 3.1 втрое быстрее прошлого поколения, изготовленного в соответствии со стандартом eUFS 3.0. Говоря конкретнее, новые модули обеспечивают пиковую скорость последовательной записи 1200 МБ/с против 410 МБ/с у моделей eUFS 3.0. Это более чем в два раза быстрее, чем у ПК с накопителем SATA (540 МБ/с) и в десять раз быстрее по сравнению с картой памяти microSD UHS-I (90 МБ/с). К слову, с момента освоения выпуска последних прошло немногим больше одного года. Заявленная пиковая скорость последовательного чтения составляет прежние 2100 МБ/с, максимальная производительность на операциях чтения с произвольным доступом заявлена на уровне 100 000 IOPS (прирост в 1,6 раза), а записи - 70 000 IOPS (прирост в 1,03 раза). В смартфонах с новой памятью eUFS 3.1 потребуется всего около 1,5 минуты для перемещения 100 ГБ данных, тогда как в моделях с UFS 3.0 эта же операция займет более четырех минут. Кроме модулей eUFS 3.1 максимального объема 512 ГБ, производитель предлагает версии объемом 128 и 256 ГБ. Они также будут использоваться в смартфонах, которые выйдут на рынок в этом году.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026