Casimirov efekt

Kos, Filip (2010) Casimirov efekt. Diploma thesis, Faculty of Science > Department of Physics.

[img] PDF
Restricted to Registered users only
Language: Croatian

Download (824kB)

Abstract

Casimirov efekt nazvan je po nizozemskom fizičaru H.B.G. Casimiru koji je 1948. predvidio postojanje sile izmedu dvije paralelne metalne ploče. Iste godine Casimir i Polder našli su izraz za silu izmedu atoma ili molekula na velikim udaljenostima, koja predstavlja relativističku verziju van der Waalsove interakcije medu neutralnim i nepolarnim česticama. Svi ovi fenomeni povezani su s kvantnim vakuumskim fuktuacijama. Originalni Casimirov rad svodi se na traženje energije elektromagnetskog polja u najnižem kvantnom stanju (vakuumu) uz prisustvo metalnih ploča koje postavljaju određene uvjete na polja. To se razmatranje može generalizirati na različite sustave koji se mogu opisati postavljanjem rubnih uvjeta na elektromagnetska polja. Tako umjesto paralelnih ploča možemo promatrati tijela drugačijih geometrija, kao što su cilindri ili sfere. Umjesto metalnih mogu se uzeti magnetične ploče na čijim površinama eletromagnetsko polje mora zadovoljavati drugačije uvjete. Kakva god tijela odabrali, energija vakuuma takvog sustava može se izračunati koristeći metode kvantne teorije polja slične onima korištenima u originalnom Casimirovom radu. Vakuumska energija će ovisiti o položajima tijela što znači da se među njima javljaju sile. Neki takvi sustavi i ovisnost Casimirove sile o rubnim uvjetima i temperaturi opisani su u Poglavlju 1. Realna tijela nisu idealni vodiči i njihov utjecaj na elektromagnetska polja ne može se opisati samo s rubnim uvjetima na njihovoj površini. Prvi proračun Casimirove sile među realnim tijelima dao je Lifshitz. Izvod Lifshitzove formule dan je u Poglavlju 3, u kojem je korišten formalizam makroskopske kvantne elektrodinamike čiji su glavni elementi opisani u Poglavlju 2. Casimirova sila za ploče, kao i Casimir-Polderova i van der Waalsova sila mogu se dobiti kao limesi Lifshitzove formule. U novije vrijeme Casimirov efekt dobio je na značaju zbog razvoja nanotehnologije. Minijaturizacijom mikro- i nanoelektromehaničkih sustava (MEMS i NEMS) došlo se do toliko malih udaljenosti na kojima Casimirova sila postaje vrlo snažna. To može predstavljati probleme jer dolazi do sljepljivanja komponenti sustava. U odjeljku 3.3 pokazano je da sila medu nekim materijalima može biti i odbojna, što bi pogodovalo ovakvim primjenama u tehnologiji. Uvjet za odbojnu silu je, međutim, postojanje magnetičnih materijala, koji bi magnetska svojstva zadržali i na visokim frekvencijama. Nedavno su otkriveni metamaterijali koji magnetska svojstva zadržavaju čak do optičkog dijela spektra te bi se mogla postići odbojna sila.

Item Type: Thesis (Diploma thesis)
Keywords: Casimirov efekt ; Casimirova sila ; kvantna elektrodinamika ; elektromagnetno polje ; Lifshitzova formula
Supervisor: Tomaš, Marin-Slobodan
Date: 16 July 2010
Number of Pages: 40
Subjects: NATURAL SCIENCES > Physics
Divisions: Faculty of Science > Department of Physics
Depositing User: Gordana Stubičan Ladešić
Date Deposited: 02 Jan 2014 14:54
Last Modified: 28 Mar 2014 19:48
URI: http://digre.pmf.unizg.hr/id/eprint/92

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata