Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.975 RSS
←   Октябрь 2006   →
 1
 2
02.10.2006
08:40:24
16:20:40
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
13.10.2006
12:57:40
17:56:36
14
15
16
17
18
18.10.2006
17:43:11
20:08:22
19
20
21
22
23
23.10.2006
15:26:53
15:39:33
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.975 подписчиков
+4 за неделю
←   Все выпуски   →

Эффект Казимира не может приводить к расталкиванию симметричных тел


Публичные лекции фонда «Династия» на «Элементах»

Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года Дэвид Гросс. «Грядущие революции в фундаментальной физике».

Академик Владимир Игоревич Арнольд. «Сложность конечных последовательностей нулей и единиц и геометрия конечных функциональных пространств» (лекция опубликована в двух вариантах — популярном и математическом).

Дэвид Гросс: «Держу пари, что суперсимметрия будет открыта». Эксклюзивное интервью «Элементам».

Эффект Казимира не может приводить к расталкиванию симметричных тел

24.10.2006

Долгое время было неизвестно, расталкиваются или притягиваются две половинки сферы под действием сил Казимира. Сейчас получен ответ сразу для целого класса подобных систем (изображение из статьи Phys. Rev. Lett., 97, 160401)
Долгое время было неизвестно, расталкиваются или притягиваются две половинки сферы под действием сил Казимира. Сейчас получен ответ сразу для целого класса подобных систем (изображение из статьи Phys. Rev. Lett., 97, 160401)

Вычисления силы Казимира до сих пор ограничивались лишь некоторым частными случаями. Это оставляло шанс найти какую-нибудь сложную форму тел, для которой притяжение сменится на отталкивание, что оказалось бы чрезвычайно полезно при конструировании микромеханических устройств. Доказанная недавно теорема наносит удар по этим мечтам.

Как мы писали в заметке Обнаружена ошибка в расчетах эффекта Казимира для микромеханических устройств, микромеханика и нанотехнологии ближайшего будущего столкнутся с проблемой преодоления силы Казимира. Нетривиальность этой задачи состоит в том, что сила Казимира — притяжение незаряженных и немагнитных тел друг к другу из-за квантовых флуктуаций электромагнитного поля — будет играть роль «универсального клея», который стремится слепить все части микромашины, не давая им двигаться.

Некоторое время назад была высказана идея подобрать такую геометрическую конфигурацию движущихся частей, для которой притяжение сменилось бы на отталкивание. Тогда удачная комбинация сил притяжения и отталкивания свела бы на нет влияние эффекта Казимира. Были проведены расчеты, подтверждающие возможность такого эффекта, но недавно вдруг выяснилось, что в вычисления, а точнее, в постановку задачи, вкралась ошибка. После ее исправления оказалось, что сила Казимира во всех вычисленных до сих пор случаях приводит к притяжению тел.

Возникает естественное предположение, что эффект Казимира приводит к притяжению вообще всегда, то есть для тел любой формы и с любыми электрическими свойствами (как для металлов, так и для диэлектриков). Если бы это было так, то эффект Казимира перешел бы из разряда «вычислений в некоторых конкретных случаях» в разряд универсальных законов природы, которых в физике не так уж и много.

Доказательства универсальности силы Казимира пока не найдено, однако в недавней статье O. Kenneth and I. Klich, Physical Review Letters, 97, 160401 (18 October 2006), доступной также как quant-ph/0601011, был сделан огромный шаг вперед. Авторам этой статьи удалось доказать, что если два (немагнитных) тела являются зеркальными копиями друг друга, то сила Казимира между ними всегда приводит к притяжению. При этом не важны ни размеры, ни форма этих тел, ни то, как эти тела реагируют на электрические поля. Более того, как выяснилось, отталкивания не может быть и между телом и его «электромагнитным изображением», которое возникает вблизи металлических или диэлектрических плоскостей (а на эту возможность конструкторы микромашин тоже возлагали надежды).

Итак, «геометрическими» методами силу Казимира, по-видимому, не устранить. Конструкторам микромашин поэтому придется либо вводить какие-то дополнительные устройства (возможно, нанопружинки?), сдерживающие эту силу, либо спуститься до атомарных размеров, где описанные выше вычисления уже неприменимы. Есть и третья возможность — обратить досадную помеху во благо, но как именно это сделать, пока совершенно неясно

Игорь Иванов

Эта новость на «Элементах»
 

Предыдущие новости

24.10 Содержание кислорода в атмосфере Земли менялось скачком

Заметное увеличение содержания свободного кислорода в атмосфере Земли 2,4 млрд лет назад, по-видимому, произошло в результате очень быстрого перехода от одного равновесного состояния к другому. Наличие подобной «бистабильности» позволяет понять, почему было так мало свободного кислорода в течение 300 млн лет после того, как его стали вырабатывать цианобактерии.

23.10 Обитатели земных недр не нуждаются в солнечном свете

Глубокая скважина, пробуренная южноафриканскими старателями, позволила ученым обнаружить подземное микробное сообщество, которое просуществовало в полной изоляции от остальной биосферы минимум 3 млн лет. Всё необходимое эти микробы получают из земных недр, и их жизнь совершенно не зависит от процессов, происходящих на поверхности.

23.10 Опубликованы результаты реалистичного моделирования глобального потепления в ближайшие два века

Впервые построена реалистичная модель эволюции глобального климата, с хорошей точностью описывающая наблюдательные данные за последний век. На основании нее предсказаны изменения климата в ближайшие два века.

23.10 Древнейшие эмбрионы: чьи же они?

Внушительная команда ученых из шести стран собралась, чтобы понять, кому принадлежат древнейшие ископаемые эмбрионы из Душантуо. Обсудив внешние и внутренние детали их строения, специалисты склонны теперь приписывать эти эмбрионы неким примитивным многоклеточным животным — общим предкам губок и кишечнополостных.

20.10 В подводном грязевом вулкане обнаружены неизвестные микробы

Большой грязевой вулкан на дне Баренцева моря оказался населен тремя типами микробных сообществ, живущих за счет окисления метана. бактерии В центре вулкана окисляют метан при помощи кислорода, микробные комплексы двух типов на периферии — окисляют метан при помощи сульфатов. Все эти сообщества, однако, не успевают утилизировать даже половину метана, выделяемого вулканом.

19.10 Клетки меланомы выдадут себя особенным звучанием

Исследователи из Миссурийского университета в г. Колумбия разработали принципиально новый метод диагностики злокачественной меланомы. Он основан на выявлении раковых клеток с помощью регистрации издаваемых ими звуков. Это первая в мире методика идентификации опухолевых клеток посредством электронного «прослушивания».

18.10 Сложные РНК-переключатели — новый механизм регуляции генов

Считалось, что регуляция при помощи РНК-переключателей — активных участков молекул РНК, регулирующих работу генов, — проста: переключатель реагирует на определенное вещество и подавляет или активизирует работу гена. Американские исследователи обнаружили более сложное регуляторное устройство, представляющее собой комплекс из двух РНК-переключателей, реагирующих на разные вещества.

18.10 Обнаружен эффект памяти в поведении пузырьков воздуха под водой

Открыто новое явление в гидродинамике: эффект памяти формы при отрыве от поверхности пузырьков воздуха под водой. Гидродинамические течения, движимые сингулярностями, но обладающие памятью, встречаются физикам впервые.

16.10 Прочтен самый маленький геном

Бактерия Carsonella, внутриклеточный симбионт насекомых листоблошек, оказалась обладательницей самого маленького генома среди всех живых организмов, не считая вирусов. Карсонелла сохранила лишь 182 гена, кодирующих белки. Значительная часть этих генов отвечает за синтез аминокислот, необходимых насекомому-хозяину.
В избранное