Casimiri kvantefekti klassikaline analoog leidis esmakordset katselist tõendust.
Kvantteooria kohaselt ei ole ka ideaalne vaakum mateeriast tühi, vaid kannab isegi absoluutsel nulltemperatuuril elektromagnetvälja fluktuatsioone. Kõrgematel temperatuuridel on aga tühjus erinevate kehade soojuskiirgust suisa täis. Kui kaks metallplaati asetada vaakumis paralleelselt, saavad nendevahelises ruumis eksisteerida vaid elektromagnetlained, mille poollainepikkus mahub plaatide vahele parasjagu täisarv kordi. Plaatidega eraldatud ruumalast väljaspool niisugust piirangut ei ole. Sellest tulenevalt on välja rõhk plaatide väliskülgedele suurem kui sisekülgedele ja nad tõmbuvad kokku, kusjuures jõud kasvab plaatide lähenedes. Kuuekümne aasta eest kirjeldatud nähtust esmaennustanud Hollandi füüsiku järgi kannab see Casimiri efekti nime. Nüüd on Saksa teadlased realiseerinud Casimiri kvantefekti klassikalise analoogi – nn. kriitilise Casimiri efekti, milles elektromagnetlainete rolli mängivad kahekomponendilisest vedelikust selle kriitilisel temperatuuril eralduvate koostisainete piisad.
 |
Kahelomponendilise vedeliku jagunemine koostisainete kogumiteks kriitilisel temperatuuril.
Katses kasutati vee ja 2,6-lutidiini lahust kriitilisel temperatuuril 34C. Sellesse asetatud räniplaadike ja tema läheduses hõljuv 2.4 mikromeetrise läbimõõduga polüstüreenkuulike tõmbusid või tõukusid olenevalt sellest, kas nad olid pindtöödeldud märguma vastavalt samast või erinevatest vedeliku komponentidest. Casimiri kvantefekti korral on võimalik vaid tõmbumine. Teiseks oluliseks erinevuseks on temperatuuritundlikkus – kriitiline Casimiri efekt sõltub suuresti temperatuuri vastavusest kriitilisele. Teadlased näevad oma töö võimaliku rakendusena näiteks kolloidosakeste agregatsiooni juhtimist, mis eelkõige materjaliteaduses huvi pakub.
Allikad: Nature 451, 172-175 ja 136-137
Toimetas Erik Randla