Síla bublajícího vakua
- Kategorie: Věda
- Vytvořeno 27. 7. 2022 10:29
Každý, kdo ve škole dával pozor, ví, že hmota a energie se nemohou ztratit, ale jen proměnit. Z toho také vyplývá, že je nelze vytvořit z ničeho, což je mimochodem důvod, proč jsou marné snahy sestrojit perpetuum mobile. Na první pohled proti tomu člověk se zdravým rozumem nemá co namítnout - dokud se neobjevila kvantová mechanika. Ta mimo jiné tvrdí, že (zjednodušeně řečeno) může síla vznikat z ničeho. A vědci později dokázali, že tomu tak skutečně je..
S principy kvantové mechaniky přišli na počátku 20. století fyzikové Max Planck, Niels Bohr, Werner Heisenberg a další, kteří zjistili, že svět subatomových částic se řídí úplně jinými pravidly než náš makrosvět. Částice mohou pronikat překážkami na jejich zdolání nemají energii, pohybovat se rychleji než světlo být na dvou místech současně a podobně. Jakkoliv to vypadá šíleně, funguje to: právě díky tomu máme tranzistory, mikročipy, lasery a další dnes běžnou techniku.
Z teorie také – kromě jiného - vyplývá, že částice mohou za určitých okolností vznikat doslova z ničeho. Zjednodušeně řečeno: ve vakuu se na malé okamžiky zrodí pár částice a antičástice, a energii k tomu potřebnou si vypůjčí "odnikud". Musí ji ale "ničemu" zase vrátit, což vyřeší tím, že vzápětí anihiluje. Zdánlivě absolutně prázdné nic tak ve skutečnosti vře rychle se rodícími a zanikajícími páry částic.
K efektu dochází, pokud je mezi deskami vakuum, ale tímto médiem může být i tekutina. Za určitých okolností může vyvolávat nejen přitažlivou sílu, ale desky se mohou i odpuzovat.
Na pohled jen teorie, ale nizozemský fyzik Hendrik Casimir roku 1948 předpověděl, že díky tomu se ve vakuu budou dvě tenké desky přitahovat - a experimenty to potvrdily. Někteří fyzikové věří, že toto chování vakua může vysvětlit základní problémy fyziky jako povahu tzv. temné energie, rozpínání vesmíru nebo jeho vznik při Velkém třesku.
Cassimirův efekt ale může mít i praktické využití, zejména v nanotechnologii, například při přesném usazování mikroskopických prvků nebo při konstrukci pohyblivých systémů s minimálním třením. Americká Agentura pro pokročilý obranný výzkum (DARPA) zase spustila program využití tohoto jevu pro vyvolání levitace.
Jan A.Novák.
