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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Мобильный телефон LG U880 16.05.2006 Впервые устройство LG-U880 было продемонстрировано общественности в рамках выставки 3GSM. Данная модель - пример стильного музыкального 3G-телефона в формате "раскладушка". Это самый изящный из всех 3G-аппаратов. Толщина его всего 18,2 мм, а масса - 99 гр. Среди особенностей - возможность хранения в памяти 20 композиций в разнообразных форматах (MP3, AAC, MIDI, AMR, WAV), боковые кнопки для управления проигрывателем, поддержка видеотелефонии, 1,3-мегапиксельная камера, 2-дюймовый ЖК-дисплей с разрешением 176x220 пикселей и поддержкой 262 тыс. цветов, 75 MB встроенной памяти. Емкость доступной памяти можно увеличить за счет карт формата Transflash (MicroSD). Кроме того, U880 оснащен интерфейсами Bluetooth и USB. Время автономной работы 244 мин / 297 ч в активном и спящем режимах соответственно. Предусмотрено несколько вариантов внешнего вида устройства. Над оформлением одного из них поработал известный итальянский дизайнер Роберто Кавалли.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026