ผลกระทบระดับมหภาคที่ละเอียดอ่อนมากซึ่งเกิดจากความผันผวนของควอนตัมได้รับการสังเกตมานานกว่าสี่ทศวรรษหลังจากที่คาดการณ์ไว้ นักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกาได้เห็น “แรงบิดของคาซิเมียร์” ซึ่งทำให้วัตถุแอนไอโซทรอปิกเชิงแสงสองตัวหมุนสัมพันธ์กัน ได้รับการเห็นเป็นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งกล่าวว่าการสาธิตอาจนำไปสู่การปรับปรุงอุปกรณ์ไฟฟ้าและผลึกเหลวขนาดเล็ก
นักฟิสิกส์ทราบดีว่าความผันผวนของควอนตัม
ในสุญญากาศสามารถก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าแรงแคซิเมียร์ ทำนายโดยนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ Hendrik Casimir ในปี 1948 สิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างแผ่นโลหะคู่ขนานที่ไม่มีประจุสองแผ่นที่วางอยู่ภายในไมครอนของกันและกันจนสร้างช่องแสงที่จำกัดจำนวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แตกต่างกันที่สามารถมีอยู่ระหว่างกัน ความหนาแน่นของคลื่นที่สูงขึ้นและด้วยเหตุนี้พลังงานนอกแผ่นเปลือกโลกจึงทำให้เกิดแรงสุทธิขนาดเล็กที่ผลักแผ่นเปลือกโลกเข้าด้านใน
แต่ในปี 1972 นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันAdrian Parsegianและ George Weiss ทำนายว่าการเปลี่ยนแผ่นโลหะด้วยวัสดุแอนไอโซทรอปิกเชิงแสงอาจนำไปสู่แรงบิดระหว่างวัตถุทั้งสองได้ นั่นเป็นเพราะความไม่สมมาตรภายในของแต่ละเพลตจะเปลี่ยนเงื่อนไขขอบเขตของโพรงเมื่อจานหนึ่งหมุนสัมพันธ์กับอีกจานหนึ่ง แรงบิดจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ทำให้เกิดการหมุนที่จะหยุดเมื่อโพรงถึงสถานะพลังงานต่ำสุด
ตะแกรงปรับใหม่ วัสดุแอนสโตรปิกเชิงทัศนศาสตร์ที่เรียบง่ายอย่างหนึ่งคือตะแกรง หากตะแกรงสองเส้นเรียงขนานกัน จะดักจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนจำกัด ซึ่งเป็นคลื่นที่มีความยาวคลื่นและโพลาไรเซชันที่เหมาะสมเพื่อสะท้อนไปมาระหว่างแถบของตะแกรง แต่ถ้าวางไว้ที่มุมฉากกัน ตะแกรงจะไม่ดักคลื่นใดๆ ซึ่งหมายความว่าคลื่นทั้งหมดสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างตะแกรงเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นนอกคลื่น และเนื่องจากสิ่งนี้นำไปสู่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นระหว่างวัตถุทั้งสอง แรงบิดของ Casimir จะทำให้พวกมันปรับตำแหน่งใหม่
ผลกระทบนี้ได้รับการยืนยันจากการทดลอง
โดยJeremy Mundayและเพื่อนร่วมงานที่ University of Maryland, College Park ด้วยการผสมผสานวัสดุแอนไอโซทรอปิกแบบใหม่ อันหนึ่งเป็นของแข็งและอีกอันเป็นคริสตัลเหลว ตามที่ Munday อธิบาย เป็นการยากที่จะนำวัตถุแบนที่ค่อนข้างใหญ่สองชิ้นมาใกล้กันโดยที่วัตถุไม่ได้สัมผัสกัน และการทดลองส่วนใหญ่จะวัดแรงของ Casimir ระหว่างจานกับทรงกลม อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่า การสร้างทรงกลมจากวัสดุแอนไอโซทรอปิกเชิงทัศนศาสตร์ เช่น คริสตัลไบรีฟรินเจนต์ เป็นเรื่องยากมากที่จะทำ
ซึ่งหมายความว่าความพยายามส่วนใหญ่ในการวัดแรงบิดของ Casimir ได้เปลี่ยนกลับเป็นระบบสองแผ่น การทดลองเหล่านี้มักใช้ผลึกสารทำความเย็นคู่แบบแข็ง ซึ่งเป็นวัสดุที่มีดัชนีการหักเหของแสงขึ้นอยู่กับโพลาไรซ์และทิศทางของลำแสงที่เข้ามา อย่างไรก็ตาม นอกจากปัญหาเดิมของการจัดตำแหน่งแล้ว Munday กล่าว ระบบเหล่านี้เผชิญกับความท้าทายที่สอง นั่นคือวิธีการหมุนคริสตัลหนึ่งอันสัมพันธ์กับอีกอันหนึ่ง
สารละลายของเหลว การทดลองใหม่สามารถเอาชนะปัญหานี้ได้ด้วยการแทนที่หนึ่งในผลึกที่เป็นของแข็งด้วยผลึกเหลวชนิดนีมาติก แนวคิดก็คือผลึกเหลวทำหน้าที่เป็นทั้งสื่อไอโซโทรปิกและเซ็นเซอร์แรงบิด โมเลกุลรูปแท่งที่ปลายด้านหนึ่งของผลึกเหลวจะจับจ้องอยู่กับที่ ในขณะที่โมเลกุลที่ปลายอีกด้านหมุนด้วยแรงบิดของ Casimir เนื่องจากมีสารทำความเย็นแบบไบรีฟริงเจนต์อยู่ห่างออกไป (เล็กน้อย) คงที่
การตั้งค่านี้ทำให้ผลึกเหลวบิดเบี้ยว
ซึ่งหมายความว่าลำแสงโพลาไรซ์ที่ยิงผ่านของแข็ง จากนั้นผลึกเหลวจะหมุนแกนของโพลาไรซ์ นักวิจัยทำการหมุนนี้โดยการวัดความเข้มของแสงหลังจากที่มันผ่านโพลาไรเซอร์ตัวที่สอง จากนั้นจึงใช้คุณสมบัติยืดหยุ่นที่รู้จักของผลึกเหลวเพื่อคำนวณแรงบิดของคาซิเมียร์
ทีมงานวัดแรงบิดโดยใช้ผลึก brirefringent สี่ชนิด ได้แก่ แคลไซต์ ลิเธียมไนโอไบต์ รูไทล์ และอิตเทรียมวานาเดต ขณะที่ปรับทิศทางแกนแสงของคริสตัลและระยะห่างจากคริสตัลเหลว การเปลี่ยนแปลงของแรงบิดเกือบจะตรงกับที่คาดการณ์ไว้โดยทฤษฎี “เราไม่ทราบคุณสมบัติทางแสงของวัสดุที่เราใช้ในทุกความถี่” Munday กล่าว “แต่สำหรับข้อมูลนั้น เรามีผลการทดลองและผลทางทฤษฎีที่เข้ากันได้เป็นอย่างดี”
เอฟเฟกต์ควอนตัมด้วยตาเปล่าMunday ชี้ให้เห็นว่าแรงบิดของ Casimir เป็น “หนึ่งในไม่กี่ปรากฏการณ์ที่แสดงให้เห็นปรากฏการณ์ควอนตัม” และคาดว่าการค้นพบนี้อาจมีการใช้งานจริง เช่น การลดการหมุนที่ไม่ต้องการภายในอุปกรณ์ไมโครเครื่องกล และการสร้างเซ็นเซอร์การหมุนที่ละเอียดอ่อนมาก
Thermal Casimir แรงเห็นเป็นครั้งแรก งานวิจัยได้อธิบายไว้ในธรรมชาติ ในคำอธิบายประกอบSlobodan Žumerจาก University of Ljubljana และ Jožef Stefan Institute ในสโลวีเนียเห็นพ้องต้องกันว่าการสาธิตนี้ “ปูทางสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์เชิงกลขนาดไมโครเมตรและนาโนเมตรที่ซับซ้อน” แต่เขาเสริมว่าอาจเป็นไปได้ที่จะพบผลึกเหลวที่มีแรงบิดมากกว่าและบิดตัวได้ง่ายขึ้น
Munday อธิบายว่าเขาและเพื่อนร่วมงานใช้คริสตัลเหลวทั่วไปที่เรียกว่า 5CB เพื่อลดผลกระทบที่ไม่ทราบสาเหตุ ขณะนี้ทีมกำลังตรวจสอบวัสดุที่คลุมเครือมากขึ้นแต่มีแนวโน้มว่าจะเป็นแอนไอโซโทรปิกมากขึ้น เขาเสริมว่าพวกเขากำลังขยายระยะห่างระหว่างคริสตัลเกินกว่า 40 นาโนเมตรในปัจจุบัน ส่วนหนึ่งเพื่อพิสูจน์ว่า – ตามที่คาดการณ์ไว้ในทางทฤษฎี – การเพิ่มขึ้นของการแยกสามารถพลิกทิศทางของการหมุนสำหรับวัสดุ birefringent บางคู่ได้หรือไม่
นักวิจัยเชื่อว่ามีตัวเลือกที่น่าสนใจให้สำรวจสำหรับการเปลี่ยนแปลงนี้ รวมถึงการสนับสนุนความคิดริเริ่มระดับรากหญ้าที่เน้นความยั่งยืน การนำรายได้พื้นฐานสากลไปใช้ ลดสัปดาห์การทำงาน การออกแบบเมืองสำหรับผู้คน และแก้ไขตัวเลือกที่สร้างมลพิษ เช่น พลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิล การขับขี่ การขว้างปา – หลีกเลี่ยงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พลาสติก และการกินเนื้อสัตว์และอาหารแปรรูป
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย
