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卡西米尔效应的新进展 精选

已有 12873 次阅读 2008-5-26 06:16 |个人分类:经典论著-JournalClub|系统分类:科研笔记

卡西米尔效应最吸引人的地方就是真空不空,能量与物质可以相互转化。

经典的卡西米尔效应试验是将两片金属箔放置在很见的位置,当金属箔之间的距离小于真空中的虚粒子的波长时,长波排除,金属箔外的其他波就会使靠拢。两者距离越近,吸引力越大。这已经在1996年为试验所证实。即将出版的Physical Review Letters上讲,Ho Bun Chan University of Florida)将卡西米尔效应应用到了计算机芯片的设计上。早在2001年,Ho Bun Chan就设计了一个纳米杠杆,将一张极薄的金箔靠近一个极小的金球,当两者距离<300纳米的时候,两者就会吸引。作用力的大小与距离相关,这样就可以利用另一端做微观世界的测力计。

 


Fig. 1 Experiment setup



Fig. 2 How Casimir effects can help to build a lever

 

Ho Bun Chan也证明如果将金箔换为硅片,同样的效应也会发生。因此对计算机芯片的设计也具有指导意义。因为芯片厂会发现当硅片上的元件小到一定尺度,他们就会沾到一起。然而更有意思的是,卡西米尔效应还有可能成为排斥力。根据Lifshitz(也就是Landau的理论物理学讲义的合作者)几十年前的计算,如果将金属箔和真空换为适当的物质和液体,吸引力就可以变为排斥力。目前哈佛大学的Capasso博士正带领他的小组在向这个方向努力。因为如果这种天然的排斥力可以形成,我们就可以制造没有摩擦力的微观轴承了。


 

Fig. 3 a Gold plated ball above a gold plate to demonstrate Casimir effects

 

Reference:

[1] H. B. Chan, V. A. Aksyuk, R. N. Kleiman, D. J. Bishop and F. Capasso, Nonlinear micromechanical Casimir oscillator Phys. Rev. Lett., 2001

[2] H. B. Chan, V. A. Aksyuk, R. N. Kleiman, D. J. Bishop and F. Capasso, Quantum Mechanical Actuation of Microelectromechanical Systems by the Casimir force Science, 2001

[3] Dr. Capasso's Lab: http://www.seas.harvard.edu/capasso/casimir.html







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