اثر كازيمير و انرژي نقطه ي صفر ((ZPE                     
1/26/2014--متفرقه
 
 
 ابتدا توضيح جامعي در مورد اثر كازيمير ( Casimir Effect ) مي دهيم.

اين اثر شامل نيرويي مي شود كه نه مي توان آن را اثر بار و نه گرانش و رد و بدل كردن ذرات بين دو جسم دانست.

آزمايشات كازيمير نشان مي داد كه اين نيرو مربوط به تشديد ( Resonance ) ميادين انرژي در ميان فضاي دو جسم مي باشد.

از آنجاييكه اعمال اين نيرو داراي اثبات رياضي است محققان اين نيرو را به ذراتي مجازي در فضاي بين دو جرم نسبت دادند. اما با اين وجود مشكلات زيادي در آزمايش ها بود. براي مثال محققان تا به حال متوجه نشده اند چرا اين نيرو در بين دو جرم تنها هنگامي اعمال مي شود كه دو جرم بسيار به هم نزديك هستند!

اين نيرو در ذرات بسيار كوچك ميكروني رسانا نيروي غالب به شمار مي رود زيرا در اين شرايط نيروي بار بين ذرات بسيار كم خواهد بود. اين مورد در آزمايش كازيمير در سال 1948 به طور واضح ديده شد. اما سوال ديگري بعد از آن بوجود آمد كه چرا اين اثر تنها در خلا نمايان مي شود؟

سال 1948 هندريك كازيمير ( Hendrik B.G. Casimir ) فيزيكدان هلندي در آزمايشگاه فيليپس ( Philips ) دو صفحه ي فلزي بدون بار را در خلا موازي يكديگر قرار داد. نيروي مشاهده شده در اين آزمايش (بين دو صفحه) تقريبا 15 درصد آن چيزي بود كه او در معادلات خود پيش بيني مي كرد!

بعد از اين آزمايش دانشمندان نيز دريافتند اين نيرو همان نيرويي است كه در بين اتم هاي بدون بار وجود دارد. نيرويي كه آن را واندروالس ( Van Der Waals ) ناميده بودند.

"آزمايش كازيمير: نيروي بوجود آمده از قرار دادن دو صفحه ي موازي بدون بار در خلا"

خود كازيمير دليل اين موضوع را متوجه نشد كه چرا اين صفحات تنها در خلا بين خود نيرو رد و بدل مي كنند ولي آن را به مقداري به نام ارزش انتظاري (فرضي) خلا مرتبط كرد و بيان نمود از آنجا كه مكان هاي ديگر اين ارزش را ندارند پس در آنجا چنين واكنشي صورت نخواهد گرفت.

براي مثال اين مقدار در مكانيك هگز – بوزون 26 گيگا الكترون ولت مي باشد.

بعد از اين فرضيه به سرعت فرضيه ي ديگري با نام انرژي نقطه ي صفر ( ZPE ) يا انرژي خلا بيان شد. دانشمندان در صدد بودند تا از مشاهداتي كه داشته اند دريابند كه آيا انرژي و اثرات خلا داراي يك ثابت است و جز نيروهاي اوليه محسوب مي شود يا نه؟

از آنجاييكه اگر اين ذرات خلا وجود داشتند داراي جرم نبودند پس فرض كردند كه اين انرژي بايد كوچكترين انرژي امكان پذير در يك سيستم مكانيك كوانتومي باشد.

فرض بعدي از اين قرار بود كه هر سيستم كوانتومي خود داراي يك مقدار داراي نظم از اين انرژي باشد. يعني بين اين مقادير در سيستم هاي مختلف نظم و رابطه اي رياضي برقرار باشد.

حال هرجا اين مقدار انرژي به مقدار هميلتونين ( Hamiltonian ) برسد به آن ارزش انتظاري خلا يا انرژي خلا مي گويند.

اعتقاد تئوري VMR-PCR بر اين است كه Casimir Effect و van der Waals force هر دو در تلاش بوده اند تا نيرو (يا انرژي اي) را پيدا كنند كه جز عوامل شناخته شده نباشد.

اين عامل همان خلا مي باشد كه طبق مدل مكانيك VMR-PCR از لحاظ نيرو يا انرژي طبقه بندي مي شود.

اين عامل بين دو بازه ي نيرو و انرژي قرار دارد. سرعتي كه اين عامل تماما از نيرو مي باشد را در مدل صفر فرض كرده ايم و در سرعت مربع نور عامل كاملا انرژي مي شود. اما به طور معمول و در اثر گرانش كه برآيند نيروي اين عامل و دافعه ي ماده است مقدار نيرو در اثرات اين عامل جذري از مقدار انرژي در آن است. (مقادير بازه ي بالا و پايين براي حد خلا تعريف نمي شوند. زيرا خلا در سرعت تقريبي ثابتي دفع و ايجاد گرانش مي كند).

<<مقاله قبلی   مقاله بعدی>>
عطارد...   سیاره اورانوس...