Μοντέλα σε κλίμακα εκατοστών θα μπορούσαν να υπολογίσουν τις δυνάμεις Casimir

Πηγή: physics arXiv blog, 5 Μαρτίου 2009

Η δύναμη Casimir είναι εμφανώς δύσκολο να μετρηθεί. Τόσο δύσκολο είναι, που οι πρώτες ακριβείς μετρήσεις δεν πραγματοποιήθηκαν μέχρι το 1997, αν ακόμη και σήμερα λίγα μόνο εργαστήρια σε όλο τον κόσμο είναι ικανά να κάνουν την μέτρηση του.

Φυσικά υπάρχουν διάφοροι τρόποι μοντελοποίησης για το τι συμβαίνει θεωρητικά, αλλά ακόμη και οι πιο ισχυρές προσομοιώσεις αγωνίζονται να αντιμετωπίσουν  τα απλά σχήματα, πόσο μάλλον πολύπλοκες γεωμετρίες. Κατά συνέπεια, οι γνώσεις μας για την δύναμη Casimir και το πώς να την εκμεταλλευτούμε είναι φτωχές.

Τώρα όμως ο Ιωάννης Ιωαννόπουλος και οι συνάδελφοι του στο MIT υποδεικνύουν ένα μάλλον διασκεδαστικό τρίτο δρόμο: να υπολογίσουμε τις δυνάμεις Casimir  χρησιμοποιώντας μοντέλα κλίμακας που λειτουργούν σαν τους αναλογικούς υπολογιστές.

Αυτό που έχει διαπιστώσει η ομάδα είναι μια μαθηματική αναλογία μεταξύ της δύναμης Casimir που δρα πάνω σε μικροσκοπικά σώματα στο κενό και την ηλεκτρομαγνητική συμπεριφορά των μακροσκοπικών σωμάτων που επιπλέουν σε ένα αγώγιμο υγρό.

Φανταστείτε λοιπόν ότι θέλετε να μάθετε πως οι δυνάμεις Casimir θα δράσουν σε μια συγκεκριμένη γεωμετρία. Η ιδέα είναι να οικοδομήσουμε ένα μεταλλικό μοντέλο κλίμακας μερικών εκατοστών αυτής της κατασκευής και να το τοποθετήσουμε σε ένα υγρό, όπως ένα διάλυμα άλατος. Τότε το βομβαρδίζουμε με μικροκύματα και βλέπουμε τι θα γίνει.

Το αποτέλεσμα θα πρέπει να δώσει μια ακριβή αναπαράσταση των δυνάμεων Casimir, που θα δράσουν στη μικροσκοπική κλίμακα.

Και η ομάδα του Ιωαννόπουλος εξηγεί:

"Ένα τέτοιο μοντέλο κλίμακας μερικών εκατοστών δεν είναι ένας 'προσομοιωτής' Casimir, στο ότι δεν μετράει δυνάμεις, αλλά μάλλον μια ποσότητα που είναι μαθηματικά σχετική με τις δυνάμεις Casimir κλίμακας μικρών. Με αυτή την έννοια, είναι ένα είδος αναλογικού υπολογιστή. "

Μέχρις στιγμής τέτοιου είδους δοκιμές δεν μπορεί να γίνουν. Και όταν θα γίνουν θα πρέπει να δώσουν στους ερευνητές έναν τρόπο για να δοκιμάσουν μηχανές σχεδιασμένες να εκμεταλλεύονται την δύναμη Casimir για πρώτη φορά.