211service.com
Atstumianti jėga gali panaikinti nanotrintį
Kai du objektai yra taip arti vienas kito, kad atstumas tarp jų yra maždaug tokio pat dydžio kaip kvantiniai svyravimai, vadinami virtualiosiomis dalelėmis, jie susitraukia. Dėl šio Kazimiero jėgos sukeliamo poveikio žmonija dar visai neseniai neturėjo jaudintis. Tačiau tyrėjams kuriant nanomechaninius ryšio ir skaičiavimo įrenginius, vadinamasis kliūtis atsirado kaip galimas kliūtis, galintis, pavyzdžiui, apriboti atminties lustų tankį. Tačiau yra ir kita Kazimiero jėga, kuri gali įgalinti, o ne trukdyti nano prietaisams. Hendrikas Kazimieras, kuris 1948 m. apibūdino savo vardo jėgą, ir Evgeny Lifshitz, išplėtęs savo kūrybą, prognozavo, kad šiek tiek didesniais atstumais ši jėga turėtų pasidaryti atstumianti. Dabar mokslininkai iš Harvardo universiteto ir Nacionalinių sveikatos institutų pirmą kartą pastebėjo šią atstumiančią jėgą laboratorijoje.
Šioje Kazimiero jėgos iliustracijoje maža auksinė sfera ir plokštelė patiria stigciją (dešinėje). Tačiau tinkamai derinant medžiagas, kaip kairėje, kur aukso rutulys suporuotas su silicio dioksido plokšte, Kazimiero jėga pasikeičia ir tampa atstumianti. Ateities nanoskalės įrenginiai gali pasinaudoti šiuo efektu. Kreditas: U. Christensen
Tyrėjai apvertė Kazimiero jėgą pasirinkdami medžiagas. Pasirodo, ar jėga yra patraukli, ar atstumianti, priklauso nuo dviejų paviršių ir tarp jų esančios terpės santykinių dielektrinių pralaidybių. (Dielektrinis laidumas yra medžiagos savybė, nusakanti, kaip medžiaga sąveikauja su elektriniais laukais.) Kai mokslininkai sujungė auksu dengtą maždaug 40 mikrometrų skersmens rutulį ir silicio dioksido plokštę, abi panardintas į skystą brombenzeną, jie išmatavo atstumiantį Kazimierą. jėga. Aukso rutulys buvo pritvirtintas prie atominės jėgos mikroskopo, kuris buvo naudojamas šiam atstūmimui aptikti. Šie rezultatai aprašyti žurnale Gamta .
Šie rezultatai rodo, kad remiantis tuo, ką mokslininkai vadina kvantine levitacija, turėtų būti įmanoma sukurti nelipnius, be trinties nanomechaninius įrenginius. Kol kas neaišku, kokios bus taikomos kvantinės levitacijos pritaikymo galimybės, tačiau pagal Harvardo pranešimą spaudai mokslininkai pateikė JAV patentą, apimantį nano prietaisus, pagrįstus šiuo reiškiniu. Pagalvokite apie rutulinius guolius be trinties ir itin jautrius cheminių medžiagų detektorius.
Harvardo mokslininkams vadovavo Federico Capasso , fizikas, dešimtojo dešimtmečio viduryje „Bell Labs“ sukūręs pirmąjį kvantinį kaskadinį lazerį. Jis taip pat buvo pristatytas mūsų 10 naujų technologijų skyriuje 2007 m. už savo darbą optinių antenų srityje.