«Квантовая левитация» поможет наноэлектромеханическим устройствам

Физики из Швеции, Норвегии и Австралии выяснили, как наноэлектромеханические устройства могут противостоять нежелательному эффекту слипания их компонентов, вызванному действием сил Казимира — Лифшица.

Обычно возникновение этих сил связывают с квантовыми флуктуациями электромагнитного поля в вакууме — не абсолютной пустоте, а «океане» постоянно рождающихся и исчезающих виртуальных частиц, в число которых входят и фотоны. Если рассмотреть, к примеру, две проводящие незаряженные параллельные пластины, расположенные рядом, то в зазоре между ними рождение виртуальных фотонов будет ограничиваться.

В результате внешнее давление, создаваемое фотонами, превысит давление в зазоре, и пластины, как показал голландский теоретик Хендрик Казимир, начнут притягиваться.

Известна и другая формулировка, в которой сила, заставляющая пластины сближаться, выводится без привлечения квантовых флуктуаций и считается аналогом давно известного ван-дер-ваальсова взаимодействия. Согласно этому определению, силы Казимира — Лифшица действуют на тех расстояниях, где эффекты запаздывания электромагнитного взаимодействия становятся существенными.

Если же расстояние между телами невелико (~10 нм), а эффекты запаздывания роли не играют, специалисты говорят о силах Ван-дер-Ваальса.

... Читать дальше »