Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Saturday, 2021-01-23, 6:11 PM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Оцените наш сайт/ Please rate our website
Total of answers: 1367
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

1:31 PM
Ученые впервые измерили значение вращающего момента Казимира / Scientists first measured the value of the torque of Casimir
Прибор для измерения крутящего момента Казимира
© Nature
 
Исследователn из университета Мэриленда впервые в истории науки измерили значение физического эффекта, существование которого было предсказано 40 лет назад и который носит название вращающий момент Казимира. Когда в глубоком вакууме очень близко друг к другу помещаются две крошечные частички, размером не более одного микрона, они притягиваются друг к другу, эффект этого притяжения известен под названием эффекта Казимира. Вращающий момент Казимира связан с этим явлением и вызывается теми же самыми квантовыми электромагнитными эффектами. Под воздействием вращающего момента Казимира крошечная частица, находящаяся вблизи поверхности металлического материала в вакууме, начинает вращаться. Но сила, создаваемая вращающим моментом Казимира столь мала, что до последнего времени было очень трудно измерить ее абсолютное значение.

Для проведения измерений ученым пришлось создать сложную установку, чувствительными элементами которой являются жидкие кристаллы, кристаллы, подобные тем, что используются в жидкокристаллических дисплеях. Жидкие кристаллы были расположены на удалении всего 10 нанометров от поверхности большего твердого кристалла. Регистратором движения жидких кристаллов являлся специальный поляризационный микроскоп, при помощи которого можно точно измерить положение оптической оси жидких кристаллов.

Жидкие кристаллы являются идеальными датчиками, так как они крайне чувствительны к воздействию любых внешних сил, а то, что они поляризуют проходящий сквозь них свет, дает возможность точно определить их положение в любой момент времени. Поляризационный микроскоп видит каждый пиксель жидких кристаллов, как светлую или темную точку в зависимости от положения оси самих кристаллов. И любой изменение этого положения приводит к изменению яркости пикселя, что моментально регистрируется микроскопом.

Ученые использовали несколько различных типов частиц и кристаллов для измерения точных значений сил, создаваемых вращающим моментом Казимира. Было обнаружено, что эти силы сильно зависят от вида материала, из которого изготовлены частицы, и каждый из материалов имеет свою уникальную «подпись» с точки зрения этих сил.

Знание точных значений сил, связанных с эффектом Казимира, имеет значение не только с научной точки зрения. Силы эффекта и вращающего момента Казимира могут быть использованы для приведения в действие наноразмерных частей и узлов крошечных машин, которые, в свою очередь, могут являться узлами машин и механизмов более крупного масштаба.

«В традиционных машинах вращающий момент создается и передается при помощи двигателей, коленчатых, карданных валов и т.п.» — пишут исследователи, — «Вращающий момент Казимира может делать все то же самое на наноразмерном уровне».

И в заключение стоит отметить, что исследовательская группа из университета Мэриленда уже провела целый ряд исследований и измерений сил, связанных с различными видами проявлений эффекта Казимира. Они измерили силы отталкивания, возникающие между двумя сферами, силы притяжения между частицами из различных материалов. В ходе каждого эксперимента исследователи изобретают новые или усовершенствуют существующие методики измерений, что позволило им, в конце концов, измерить и вращающий момент Казимира.

«Во Вселенной находится очень много самых сложных вещей, о некоторых из которых нам уже известно достаточно много» — пишут исследователи, — «И изучение фундаментальных эффектов, подобных эффекту Казимира, позволяет постепенно заполнять пробелы в наших знаниях, в первую очередь, о природе вакуума, который не так пуст, как кажется с первого взгляда».

Статья опубликована в журнале Nature   
Источник: dailytechinfo.org


A device for measuring the torque Casimir
© Nature


A researcher from the University of Maryland for the first time in the history of science measured the value of the physical effect, the existence of which was predicted 40 years ago and which is called the Casimir torque. When two tiny particles, no more than one micron in size, are placed very close to each other in a deep vacuum, they are attracted to each other, the effect of this attraction is known as the Casimir effect. Casimir torque is associated with this phenomenon and is caused by the same quantum electromagnetic effects. Under the influence of the Casimir torque, a tiny particle located near the surface of the metal material in a vacuum begins to rotate. But the force generated by the Casimir torque is so small that until recently it was very difficult to measure its absolute value.

To carry out measurements, scientists had to create a complex installation, the sensitive elements of which are liquid crystals, crystals similar to those used in liquid crystal displays. Liquid crystals were located at a distance of only 10 nanometers from the surface of a larger solid crystal. The liquid crystal motion recorder was a special polarizing microscope, which can be used to accurately measure the position of the optical axis of liquid crystals.

Liquid crystals are ideal sensors, as they are extremely sensitive to any external forces, and the fact that they polarize the light passing through them, makes it possible to accurately determine their position at any time. The polarization microscope sees each pixel of liquid crystals as a light or dark point depending on the position of the axis of the crystals themselves. And any change in this position leads to a change in the brightness of the pixel, which is instantly recorded by the microscope.

Scientists have used several different types of particles and crystals to measure the exact forces generated by the Casimir torque. It was found that these forces are highly dependent on the type of material from which the particles are made, and each of the materials has its own unique "signature" in terms of these forces.

Knowing the exact values of the forces associated with the Casimir effect is important not only from a scientific point of view. The strength of the effect and the Casimir torque can be used for actuating nano-size parts and components of tiny machines that, in turn, can be the knots of cars and mechanisms for the larger scale.

    "In traditional machines, torque is created and transmitted by motors, crankshafts, cardan shafts, etc." the researchers write, "Casimir Torque can do the same at the nanoscale level."

In conclusion, a research team from the University of Maryland has already conducted a number of studies and measurements of forces associated with different types of Casimir effects. They measured the forces of repulsion between two spheres, the forces of attraction between particles of different materials. During each experiment, the researchers invent new or improve existing measurement techniques, which allowed them, in the end, to measure and torque Casimir.

    "In the Universe there are a lot of the most difficult things, some of which we already know a lot" — the researchers write — "and the study of the fundamental effects, such as the Casimir effect, allows us to gradually fill the gaps in our knowledge, first of all, about the nature of the vacuum, which is not as empty as it seems at first glance".

The article has been published in the journal Nature  
Source: dailytechinfo.org

Category: Физика- Physics | Added by: zvonimirveres
Log In
Search
Calendar
«  January 2019  »
SuMoTuWeThFrSa
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links