Fizyka kwantowa

[MichaÂł-AnioÂł]

To, co czÂłowiek widzi, zaleÂży zarĂłwno od tego, na co patrzy, jak i od tego, co nauczyÂł siĂŞ dostrzegaĂŚ w swym dotychczasowym doÂświadczeniu wizualnym i pojĂŞciowym.
-- T. S. Kuhn, "Struktura rewolucji naukowych", r.3

Od wczesnego dzieciĂąstwa przyzwyczajamy siĂŞ do otaczajÂącego nas Âświata - takiego, jaki spostrzegamy naszymi zmysÂłami. W tym okresie wytwarzamy w sobie podstawowe pojĂŞcia przestrzeni, czasu i ruchu. UmysÂł nasz przywyka do tych pojĂŞĂŚ, tak, iÂż zbudowana na nich koncepcja Âświata wydaje siĂŞ nam jedynÂą moÂżliwÂą, zaÂś to, co do tej koncepcji nie przystaje, umieszczamy w kategoriach paradoksĂłw.
Tymczasem wiek XX przyniĂłsÂł mnĂłstwo przeÂłomowych zmian w dziedzinie postrzegania Âświata. DziĂŞki pracom takich fizykĂłw jak na przykÂład Planck, Einstein czy Bohr, oraz dziĂŞki licznym doÂświadczeniom, klasyczny porzÂądek Âświata zatrzÂąsÂł siĂŞ w posadach.  OkazaÂło siĂŞ bowiem, Âże to, co spostrzegamy naszymi zmysÂłami jest jedynie wÂąskim wycinkiem dostĂŞpnej (a wÂłaÂściwie niedostĂŞpnej) rzeczywistoÂści.

Zasady mechaniki kwantowej sÂą obecnie paradygmatem fizyki i chemii. Wraz ze SzczegĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści mechanika kwantowa jest podstawÂą opisu wszelkich zjawisk fizycznych.

Nierelatywistyczna mechanika kwantowa pozostaje sÂłuszna, dopĂłki stosuje siĂŞ jÂą w odniesieniu do ciaÂł poruszajÂących siĂŞ z prĂŞdkoÂściami duÂżo mniejszymi od prĂŞdkoÂści ÂświatÂła. Jej uogĂłlnieniem prĂłbowaÂła byĂŚ relatywistyczna mechanika kwantowa, ale ostatecznie okazaÂło siĂŞ, Âże takie uogĂłlnienie musi mieĂŚ postaĂŚ kwantowej teorii pola.

Mechanika kwantowa zostaÂła stworzona niezaleÂżnie przez Wernera Heisenberga i Erwina SchrĂśdingera w 1925 r. ZostaÂła szybko rozwiniĂŞta dziĂŞki pracom Maxa Borna i Paula Diraca. Jeszcze przed powstaniem ostatecznej wersji mechaniki kwantowej prekursorskie prace teoretyczne stworzyli Albert Einstein i Niels Bohr. Jej wersjĂŞ obejmujÂąca teoriĂŞ pĂłl kwantowych doprowadzili do ostatecznej formy Richard Feynman i inni.

Odkrycia Plancka czy Bohra, oraz niezwykle œmia³e teorie Einsteina czy de Broglie'a stworzy³y now¹ fizyczn¹ rzeczywistoœÌ. Oto bowiem klasyczne pojêcia przestrzeni, ruchu i czasu uleg³y nadzwyczajnej rewizji, przyroda zaczê³a okazywaÌ swoje prawdziwe, d³ugo skrywane oblicze, które wprawia³o w zdumienie nawet samych uczonych. Heisenberg na krótko przed podaniem swojej zasady nieoznaczonoœci mia³ postawiÌ pytanie: "czy¿by przyroda mog³a byÌ tak absurdalna, jak ukazywa³a siê nam w eksperymentach atomowych?".

Ta niezwyk³oœÌ praw rz¹dz¹cych przyrod¹ zawsze by³a, jest i bêdzie przyczyn¹ powstawania wielu w¹tpliwoœci, paradoksów i pozornych nieœcis³oœci. Jednak mo¿liwoœci ludzkiego umys³u siêgaj¹ na tyle daleko, ¿e z pozornie bez³adnej uk³adanki doœwiadczeù i wniosków, z pozornie niezgodnych teorii i paradoksalnych propozycji, ludzie potrafi¹ stworzyÌ œcis³y i zwiêz³y opis zjawisk przyrodniczych. Upór, determinacja i konsekwencja s¹ bowiem wpisane w ludzk¹ naturê równie silnie, jak wszystkie odwieczne (te odkryte i te jeszcze nieodkryte) prawa przyrody s¹ wpisane w naturê wszechœwiata...

Rok 1927 moÂżna uznaĂŚ za rok przeÂłomowy. Heisenberg podaÂł wĂłwczas swojÂą zasadĂŞ nieoznaczonoÂści, Davisson i Germer doÂświadczalnie potwierdzili falowÂą naturĂŞ czÂąstek (elektronĂłw), a Born dokonaÂł interpretacji funkcji falowej Schrodingera, dokÂładajÂąc tym samym ostatni element do ukÂładanki zwanej "teoriÂą kwantĂłw".  Zasady i prawa, jakie rzÂądzÂą nowÂą - kwantowÂą mechanikÂą, moÂżna uj¹Ì w sposĂłb spĂłjny w postaci kilku postulatĂłw.
Postulat pierwszy

Dowolnej, dobrze okreÂślonej obserwabli w fizyce (A), odpowiada operator (A*) taki, Âże w wyniku pomiaru tej obserwabli (A) otrzymujemy wartoÂści pomiarowe (a), ktĂłre sÂą zarazem wartoÂściami wÂłasnymi operatora (A*).

Có¿ to oznacza? Na pocz¹tek wyjaœnijmy nieco pojêÌ. Obserwabla (brzmi niezwykle powa¿nie) to nic innego jak wielkoœÌ fizyczna, któr¹ mo¿emy zaobserwowaÌ (zmierzyÌ). Pojêcie operatora ma tutaj znaczenie matematyczne, wiêc na gruncie fizycznym mo¿na przyj¹Ì, ¿e jest to pewna abstrakcyjna "wielkoœÌ", która dzia³a na przyporz¹dkowan¹ sobie obserwablê, czyni¹c j¹ inn¹ ni¿ pierwotnie.
W tym ujêciu pierwszy postulat mechaniki kwantowej mówi nam, ¿e w rzeczywistoœci niemo¿liwe jest dokonanie dok³adnego pomiaru jakiejkolwiek wielkoœci fizycznej. Pomiar ka¿dej bowiem wielkoœci obarczony bêdzie b³êdem wprowadzonym przez nasz abstrakcyjny "operator". Fizycznie odpowiada za to dobrze znany kwant œwiat³a (foton), który jak wiemy odbijaj¹c siê od dowolnego przedmiotu, zmienia jego po³o¿enie w przestrzeni i to w sposób zupe³nie nieprzewidywalny (przypadkowy). Tym samym "to co zobaczymy" (to co zmierzymy), nie bêdzie ju¿ rzeczywistym obrazem dowolnego przedmiotu, a raczej jego "mira¿em" - z³udzeniem... O tym w³aœnie nam mówi postulat pierwszy.

 Postulat drugi

Pomiar obserwabli (A) daj¹cy w wyniku wartoœÌ (a) pozostawia uk³ad w stanie (f), gdzie (f) jest funkcj¹ w³asna operatora (A*)

Tym razem sprawa wydaje siê prosta. Ka¿dy pomiar dowolnej wielkoœci fizycznej wywiera trwa³y wp³yw na ca³y mierzony uk³ad fizyczny. Jeœli na przyk³ad zechcemy zmierzyÌ wartoœÌ pêdu (który jest obserwabl¹) dla przelatuj¹cego samolotu, musimy byÌ œwiadomi, ¿e nie tylko tym samym wp³yniemy na wynik pomiaru (wypaczaj¹c go oczywiœcie) lecz równie¿ zak³ócimy dalszy ruch samolotu, który ju¿ nie poleci po pierwotnym torze. Ile bêdzie wynosiÌ odchylenie samolotu spowodowane nasz¹ obserwacj¹? Uwaga!! W sporym uproszczeniu mo¿emy przyj¹Ì, ¿e trajektoria samolotu zmieni siê o ok... 0,000000000000000000000000000000000005 m.

Zatem mo¿emy œmia³o dokonywaÌ pomiarów na samolotach, bez obawy, ¿e spowodujemy jak¹œ katastrofê lotnicz¹. Zawdziêczamy to obowi¹zuj¹cej w naszym wszechœwiecie bardzo ma³ej wartoœci sta³ej Plancka (zwanej równie¿ sta³¹ kwantow¹). Gdyby jednak masa samolotu by³a porównywalna z mas¹ elektronu, lub gdyby sta³a Plancka by³a kilka rzêdów wielkoœci wiêksza, to za swoje eksperymenty trafilibyœmy pewnie do wiêzienia...
Postulat trzeci

 Stan ukÂładu w dowolnej chwili moÂże reprezentowaĂŚ funkcja stanu (inaczej funkcja falowa), w ktĂłrej zawarte sÂą wszystkie informacje dotyczÂące stanu ukÂładu.

 Jak zapewne pamiĂŞtamy, pojĂŞcie funkcji falowej zostaÂło wprowadzone przez Schredingera i rzucaÂło pomost pomiĂŞdzy wÂłaÂściwoÂści "materialne" czÂąstek i ich falowe odpowiedniki. Zapewne pamiĂŞtamy teÂż, jakÂą interpretacjĂŞ tej funkcji zaproponowaÂł Born, ktĂłry do mechaniki kwantowej wprowadziÂł pojĂŞcie gĂŞstoÂści prawdopodobieĂąstwa. Postulat trzeci mechaniki kwantowej w zasadzie odnosi siĂŞ do odkryĂŚ tych dwĂłch uczonych.

Rozpatrzmy nastêpuj¹cy przyk³ad: za³ó¿my, ¿e w pewnym eksperymencie mierzymy dowoln¹ obserwablê (A). Za³ó¿my równie¿, ¿e przygotowaliœmy du¿¹ liczbê takich eksperymentów (tak, aby eksperyment wykonaÌ n razy), i tak, aby w ka¿dym eksperymencie uzyskaÌ idealnie takie same warunki pocz¹tkowe pomiaru. W ustalonej chwili t mierzymy obserwablê (A) we wszystkich eksperymentach jednoczeœnie. Otrzymamy oczywiœcie zbiór n podobnych, ale nie identycznych wyników. Postulat trzeci mówi nam, ¿e œrednia wartoœÌ dowolnej obserwabli (wielkoœci) fizycznej zwi¹zanej z uk³adem w chwili t powinna byÌ równa œredniej arytmetycznej wszystkich takich hipotetycznych pomiarów. Œrednia taka nosi nazwê wartoœci oczekiwanej obserwabli. Jest to doœÌ pokrêtne t³umaczenie, ale bez wprowadzania pojêÌ matematycznych prawdopodobnie nie da siê tego proœciej przedstawiÌ.

Mo¿emy tutaj (za Bornem) mówiÌ równie¿ o prawdopodobieùstwie znalezienia w pomiarze wielkoœci (A) konkretnej oczekiwanej wartoœci. Za³ó¿my, ¿e znamy funkcjê stanu danej cz¹stki (uk³adu) w okreœlonej chwili i ¿e potrafimy wyznaczyÌ wartoœÌ oczekiwan¹ dowolnej obserwabli tej cz¹stki (uk³adu). Mo¿emy sobie teraz postawiÌ pytanie: jak¹ mamy pewnoœÌ, ¿e w pomiarze naszej obserwabli otrzymamy wartoœÌ równ¹ wartoœci oczekiwanej? P³yn¹ca z postulatu trzeciego idea nakazywa³aby dokonanie mo¿liwie du¿ej liczby identycznych pomiarów, aby zredukowaÌ niepewnoœÌ otrzymanego wyniku.
Postulat czwarty

 Funkcja stanu (funkcja falowa) ukÂładu (np. pojedynczej czÂąstki) zaleÂży od czasu.

Postulat ten jest w zasadzie rozszerzeniem postulatu trzeciego. Wiemy z niego ¿e dowolny uk³ad fizyczny mo¿emy opisaÌ w dowolnej chwili za pomoc¹ funkcji stanu (funkcji falowej). Jednak jeœli dobrze pamiêtamy, Schredinger "dopieszczaj¹c" swoje równanie wprowadzi³ doù jeszcze jedn¹ zmienn¹ - energiê potencjaln¹ - i uzale¿ni³ j¹ od czasu. To ostateczne równanie opisuje wprawdzie ruch (stan) dowolnej cz¹stki (uk³adu) poruszaj¹cej siê z prêdkoœci¹ mniejsz¹ od prêdkoœci œwiat³a, ale narzuca te¿ nam, jako obserwatorom pewn¹ trudnoœÌ. Wynika zeù bowiem, ¿e stan ka¿dego uk³adu zmienia siê z ka¿d¹ mijaj¹c¹ chwil¹ (wypada³oby tu powiedzieÌ "kwantem czasu").

Tak wiĂŞc seria jakichkolwiek pomiarĂłw (tak jak np. w powyÂższych przykÂładach) musi siĂŞ zmieÂściĂŚ w owym "kwancie czasu", w przeciwnym wypadku ulegnie zmianie stan ukÂładu. W teorii brzmi to byĂŚ moÂże obco, ale "ograniczenia pomiarowe" wynikajÂące szczegĂłlnie z ostatnich dwĂłch postulatĂłw z pewnoÂściÂą nastrĂŞczajÂą wysiÂłku naukowcom planujÂącym eksperymenty atomowe.

I w bardziej Akademicka interpretacja
Zwyczajowo, podstawy mechaniki kwantowej formu³owane s¹ w postaci kilku postulatów, których numeracja i konkretna postaÌ s¹ ró¿ne w ró¿nych ujêciach. W niniejszym zbiorze za punkt wyjœcia przyjmujemy nastêpuj¹ce sformu³owanie:
Postulat 1
Stan ukÂładu kwantowo-mechanicznego opisany jest przez funkcjĂŞ ),,.....,(21tqqqfnΨ wspó³rzĂŞdnych n czÂąstek zawartych w ukÂładzie (przy czym kaÂżda czÂąstka ma f stopni swobody) oraz czasu, lub funkcjĂŞ pĂŞdĂłw wszystkich czÂąstek zawartych w ukÂładzie oraz czasu. Funkcja ta nosi nazwĂŞ funkcji falowej w reprezentacji, odpowiednio, wspó³rzĂŞdnych lub pĂŞdĂłw, i jest zdefiniowana przez tĂŞ wÂłaÂściwoœÌ, Âże kwadrat jej moduÂłu zadaje gĂŞstoœÌ prawdopodobieĂąstwa (w),,.....,(21tpppfnΦq lub wp) znalezienia ukÂładu w danym punkcie przestrzeni konfiguracyjnej lub pĂŞdowej:
),,.....,(),,.....,(),,.....,(*2122121tqqqwtqqqtqqqnqnn=Ψ=ΨΨ [W.3.1a]
),,.....,(),,.....,(),,.....,(*2122121tpppwtppptpppnpnn=Φ=ΦΦ [W.3.1b]
Postulat 2
zadaje relacjĂŞ pomiĂŞdzy funkcjami falowymi w reprezentacji wspó³rzĂŞdnoÂściowej i w reprezentacji pĂŞdowej, mianowicie ∫∫Σ=−−Φ=Ψppqinfdehnfiiiτ121*...h [W.3.2]
Postulat 3
WartoœÌ spodziewana wielkoÂści mechanicznej F wyraÂża siĂŞ wzorem ∫ΨΨ=qdFFτˆ* [W.3.3]
gdzie oznacza operator tej wielkoÂści mechanicznej, skonstruowany wedÂług reguÂł Jordana, mianowicie Fˆ
a) w klasycznym wzorze okreÂślajÂącym wielkoœÌ jako funkcjĂŞ wspó³rzĂŞdnych i pĂŞdĂłw zastĂŞpujemy wszĂŞdzie wspó³rzĂŞdnÂą q przez operator mnoÂżenia przez tĂŞ wspó³rzĂŞdnÂą: ),(pqFqˆ
qˆ → q• [W.3.4]
b) w klasycznym wzorze okreÂślajÂącym wielkoœÌ ) jako funkcjĂŞ wspó³rzĂŞdnych i pĂŞdĂłw zastĂŞpujemy wszĂŞdzie pĂŞd p przez operator ,(pqFq∂i∂−h, gdzie q oznacza odpowiedniÂą wspó³rzĂŞdnÂą.
p → qi∂∂−h [W.3.5]
Postulat 4
¿¹da, aby funkcja falowa ukÂładu speÂłniaÂła nastĂŞpujÂące rĂłwnanie SchrĂśdingera zawierajÂące czas Ψ∂∂=ΨtihHˆ [W.3.6]
gdzie Hˆ jest operatorem energii ukÂładu (operatorem Hamiltona, hamiltonianem), skonstruowanym wedÂług podanych wyÂżej reguÂł Jordana.
2
Konsekwencje i komentarze:
1. Funkcja falowa w peÂłni charakteryzuje stan kwantowo-mechaniczny ukÂładu, tj. zawiera maksimum informacji o ukÂładzie, dostĂŞpnej na gruncie opisu kwantowo-mechanicznego.
2. PrawdopodobieĂąstwo znalezienia ukÂładu w pewnej objĂŞtoÂści przestrzeni konfiguracyjnej lub pĂŞdowej dane jest caÂłkÂą po tej objĂŞtoÂści ∫∫∫=Ψ=ΨΨ=VqqNqVqqVqqNNVqdtqqqwddtqqqtqqqWτττ),,.....,(),,.....,(),,.....,(*2122121 [W.3.7a] ∫∫∫=Φ=ΦΦ=VppNppVpVppNNVpdtpppwddtppptpppWτττ),,.....,(),,.....,(),,.....,(*2122121 [W.3.7b]
W przypadku, gdy jest to ca³kowita objêtoœÌ dostêpna uk³adowi (np. w skrajnym przypadku ca³a przestrzeù), powy¿sze ca³ki musza byÌ równa jednoœci (uk³ad na pewno znajduje siê gdzieœ i ma jakiœ pêd), co nazywamy warunkiem normalizacji.
12=Ψ∫qqdττ [W.3.8a] 12=Φ∫ppdττ [W.3.8b]
W dalszym ciÂągu skoncentrujemy siĂŞ na funkcjach falowych Ψ w reprezentacji wspó³rzĂŞdnoÂściowej. SÂą one z reguÂły uzyskiwane przez rozwiÂązanie rĂłwnaĂą ró¿niczkowych, co powoduje pojawienie siĂŞ odpowiednich staÂłych caÂłkowania. Jedna z nich (nazwijmy jÂą N) wyznaczana jest z warunku normalizacji. PrzypuœÌmy, Âże rozwiÂązanie odpowiedniego rĂłwnania prowadzi do funkcji Ψ’; wĂłwczas unormowana funkcja falowa ma postaĂŚ
'Ψ=ΨN [W.3.9] 2/12'1Ψ=∫qqdNττ [W.3.10]
gwarantuje speÂłnienie wymagania normalizacji.
Uwaga: Warunek normalizacji dla tzw. stanĂłw niezwiÂązanych ma nieco innÂą postaĂŚ i nie bĂŞdzie tu omawiany.
3. Z oczywistych przyczyn fizycznych, funkcje falowe muszÂą byĂŚ tzw. funkcjami porzÂądnymi, inaczej funkcjami klasy Q. Z definicji oznacza to, Âże muszÂą byĂŚ skoĂączone, ciÂągÂłe i jednoznaczne.
4. Istnieje odpowiednik wyraÂżenia [W.3.3] dla funkcji falowych zadanych w przestrzeni pĂŞdĂłw, ale nie bĂŞdzie on tu uÂżywany. Podobnie, rĂłwnanie SchrĂśdingera analogiczne do [W.3.6] moÂżna rĂłwnieÂż zapisaĂŚ dla funkcji falowej Φ (w reprezentacji pĂŞdowej).
5. Operatory odpowiadajÂące mierzalnym wielkoÂściom mechanicznym (obserwablom) muszÂą byĂŚ liniowe i hermitowskie.
Operator nazywamy liniowym, jeÂśli dla kaÂżdej pary funkcji u1 i u2
2121ˆˆ)(ˆuFbuFabuauF+=+ [W.3.11]
Operator nazywamy hermitowskim, jeÂśli speÂłnia on warunek
∫∫=ττduFuduFu*)ˆ(ˆ*1221 [W.3.12] 3
materiaÂł pochodzi z:
http://www.chemia.uj.edu.pl/dydaktyka/downloads/kwantycz1.pdf
http://www.kwanty.friko.pl/postulaty.php#100
http://pl.wikipedia.org/wiki/Mechanika_kwantowa
http://library.thinkquest.org/28383/nowe_teksty/html/2_17.html


S¹ fizycy utrzymuj¹cy, ¿e rozumiej¹ to [odmianê fizyki kwantowej] tak samo jak rozumiej¹ czym s¹ kamienie i szafy. W rzeczywistoœci rozumiej¹ zgodnoœÌ teorii z wynikami pomiarów. Fizyka, mój drogi, jest w¹skim szlakiem wytyczonym przez czeluœcie, nieposiê¿ne dla ludzkiej wyobraŸni. Jest to zbiór odpowiedzi na pytania, które zadajemy œwiatu, a œwiat udziela odpowiedzi pod warunkiem, ¿e nie bêdziemy mu stawiali innych pytaù, ni¿ tych które wykrzykuje zdrowy rozs¹dek.
Czym¿e jest zdrowy rozs±dek? Jest tym, co ogarnia intelekt stoj±cy na zmys³ach taklich samych, jak zmys³y ma³p. Ów intelekt chce poznawaæ ¶wiat zgodnie z regu³ami ukszta³towanymi przez jego ziemsk± niszê ¿yciow±. Ale ¶wiat poza t± nisz±, t± wylêgarni± inteligentnych ma³poludów, ma w³asno¶ci, których nie mo¿na wzi±¶æ do rêki, zobaczyæ, ugry¼æ, us³yszeæ, opukaæ i w ten sposób zaw³aszczyæ. (Stanis³aw Lem, Fiasko) wiêcej...

 
Nikt nie rozumie teorii kwantowej.
-- Richard Feynman

[MichaÂł-AnioÂł]

Czy pró¿nia to kompletna pustka, nic? Ale dlaczego takie "nic" trzeba przebywaÌ w okreœlonym czasie? Gdyby w pró¿ni nie by³o ¿adnej struktury, to zupe³nie nieodró¿nialny by³by jeden jej punkt od innego. Fizyka kwantowa pozwala wyci¹gn¹Ì na temat pró¿ni dalej id¹ce wnioski. Okazuje siê, ¿e nie ma tak naprawdê pustki zupe³nie absolutnej. Nawet najbardziej pusty obszar wszechœwiata jest w rzeczywistoœci aren¹ nieustannego tworzenia siê i zanikania rozmaitych okruchów materii. Zjawisko to nosi miano kreacji - anihilacji materii. Co prawda czas ¿ycia tych drobin wy³aniaj¹cych siê z pustki jest niewyobra¿alnie krótki, jednak okreœlony. I nawet daje siê wykryÌ si³ê, która powstaje w wyniku tej aktywnoœci pró¿ni. Nazywana jest ona ona si³¹ Casimira.

Co ciekawe, mimo ¿e istnienie tej si³y zosta³o przewidziane ju¿ ponad pó³ wieku temu (w³aœnie przez holenderskiego fizyka o nazwisku Casimir), to dopiero niedawno uda³o siê zaobserwowaÌ tê si³ê w laboratorium. Problemem jest to, ¿e owa si³a jest bardzo ma³a i daje siê zarejestrowaÌ dopiero dla obiektów mikroskopijnych, znajduj¹cych siê okreœlonych warunkach.


 Ta maleĂąka kulka dostarcza dowodĂłw na nieskoĂączonÂą ekspansjĂŞ wszechÂświata. MierzÂąca odrobinĂŞ ponad jednÂą dziesiatÂą milmetra kula porusza siĂŞ w kierunku gÂładkiej pÂłyty reagujÂąc na fluktuacje energii pró¿ni pustej przestrzeni. To przyciÂąganie znane jest jako efekt Casimira, nazwany imieniem odkrywcy, ktĂłry 50 lat temu prĂłbowaÂł zrozumieĂŚ, dlaczego ciecze takie jak majonez poruszajÂą siĂŞ tak powoli. DziÂś gromadzÂą siĂŞ dowody ÂświadczÂące, iÂż wiĂŞksza czêœÌ gĂŞstoÂści energii we wszechÂświecie ma nieznanÂą formĂŞ nazwanÂą ciemnÂą energiÂą. PostaĂŚ i geneza ciemnej energii sÂą prawie zupeÂłnie nieznane. Postuluje siĂŞ jednak, Âże jest ona zwiÂązana z fluktuacjami pró¿ni podobnymi do efektu Casimira, lecz generowanymi jakoÂś przez samÂą przestrzeĂą. Ogromna i tajemnicza ciemna energia wydaje siĂŞ grawitacyjnie odpychaĂŚ wszelkÂą materiĂŞ i dlatego spowoduje przypuszczalnie wiecznÂą ekspansjĂŞ wszechÂświata. Zrozumienie fluktuacji pró¿ni jest na czele badaĂą nie tylko dla lepszego pojmowania wszechÂświata, ale takÂże dla powstrzymania czĂŞÂści mikromechanicznych maszyn przed wzajemnym uderzaniem.
http://www.fizykon.org/aktualnosci/aktualnosci_fizyczne_efekt_Casimira.htm

JeÂśli kogoÂś zainteresowaÂł temat
http://www.edupress.pl/pdf/13/3101.pdf

Profesorowie Ulf Leonhardt i Dr Thomas Philbin, z Uniwersytetu St Andrews w Szkocji, pracujÂą nad moÂżliwoÂściÂą odwrĂłcenia tego fenomenu, znanym jako SiÂła Casimira, ktĂłry dotyczy efektu przyciÂągania. ( http://pl.wikipedia.org/wiki/Efekt_Casimira )

Ich odkrycie moÂże w ostatecznym wyniku prowadziĂŚ do pozbawionego tarcia w poruszaniu siĂŞ mikro-maszyn w ktĂłrych czĂŞÂści bĂŞdÂą lewitowaĂŚ. Ale stwierdzili rĂłwnieÂż Âże generalnie ten sam efekt moÂże rĂłwnieÂż byĂŚ uÂżyty do lewitacji wiĂŞkszych obiektĂłw, nawet czÂłowieka.

Efekt Casimira powstaje w konsekwencja mechaniki kwantowej, w teorii to opisuje Âświat atomĂłw i pod atomowych czÂąstek ktĂłrych teoria nie jest tylko wielkim sukcesem teorii o fizyce ale jest rĂłwnieÂż najbardziej zaskakujÂącÂą dziedzinÂą nauki.

Si³a o jakiej mowa dla przyk³adu nie nale¿y do elektrycznego ³adowania lub grawitacji, ale do fluktuacji w polu przenikaj¹cej energii, pole to znajduje siê w pustej przestrzeni pomiêdzy dwoma obiektami które sk³adaj¹ siê z jednego rodzaju atomów po³¹czonych razem, dla przyk³adu mo¿e pos³u¿yÌ efekt jaki obserwujemy na powierzchni stóp gekona który to umo¿liwia mu przyklejenie siê na sucho praktycznie do ka¿dej powierzchni.

UÂżywajÂąc specjalnych soczewek ktĂłre zostaÂły juÂż stworzone, prof. Ulf Leonhardt i Dr Thomas Philbin ogÂłosiÂł w piÂśmie „New Journal of Physics” Âże mogÂą zaprojektowaĂŚ Efekt Casimira tak by odwrĂłciĂŚ go by powierzchnie nie przywarÂły.

PoniewaÂż siÂła Casimira powoduje problemy w nano-technologii, tym ktĂłrzy prĂłbujÂą budowaĂŚ elektryczne obwody i maÂłe mechaniczne urzÂądzenia w krzemowych ukÂładach, grupa naukowa wierzy ze ten postĂŞp technologiczny moÂże umoÂżliwiĂŚ maÂłym obiektom do nie przyklejania siĂŞ to wszystkich pozostaÂłych(OddziaÂływania miĂŞdzyczÂąsteczkowe).


Prof. Leonhardt wyjaÂśnia „SiÂła Casimira jest podstawowÂą przyczynÂą tarcia w Âświecie nano-czÂąsteczek, w szczegĂłlnoÂści w mikro-elektromechanicznych systemach.

Aktualnie istnieje wiele systemĂłw ktĂłre odgrywajÂą waÂżnÂą rolĂŞ i mogÂły by zostaĂŚ wzbogacone o tÂą technologie – dla przykÂładu maÂłe mechaniczne urzÂądzenie wyzwalajÂące poduszkĂŞ powietrznÂą w samochodzie do napeÂłniania gazem lub do tych ktĂłre zasilajÂą miniaturowe „laboratoriach w procesorach” uÂżyte do testowania zawartoÂści lekĂłw lub chemicznej analizy substancji.

Mikro lub nano-maszyny mog¹ pracowaÌ znaczenie sprawniej i prawie bez lub ca³kowicie bez tarcia, je¿eli bêd¹ mog³y manipulowaÌ si³¹. Chocia¿ jest mo¿liwoœÌ by obiekty lewitowa³y tak du¿e jak cz³owiek niemniej jednak jeszcze d³uga droga zanim postêp technologiczny umo¿liwi produkcje taki urz¹dzeù, mówi Dr Philbin

Praktycznie rzecz biorÂąc stworzenie soczewek by tego dokonaĂŚ jest bardzo zniechĂŞcajÂące ale nie niemoÂżliwe jak i lewitacja „moÂże siĂŞ to wyd¹¿yĂŚ szybciej niÂż siĂŞ tego spodziewamy”.

Wiecej: http://www.eioba.pl/a80300/fizycy_rozwi_zali_zagadk_lewitacji#ixzz0wsoA08wA

[MichaÂł-AnioÂł]

Temat przegnieciony tutaj:
http://forum.swietageometria.info/index.php/topic,208.new.html#new