Co dokážeme s Casimirovou silou? Kredit: Jake Art.

Casimirova síla je jedním z podivných jevů, které vyvěrají z kvantové mechaniky. Vznik této síly souvisí s virtuálními částicemi a antičásticemi, které se vynořují ve vakuu zpoza opony reality, aby za ní v příštím okamžiku zase zmizely. Navzdory své tajemnosti je ale Casimirova síla přeci jenom síla. A jako takovou bychom ji mohli využít.

Výzkumníci australské University of Western Australia a americké University of California Merced spojili síly, aby přiměli Casimirovu sílu dělat, co oni chtějí. Studii, kterou vedli Australan Michael Tobar a Američan Jacob Pate, nedávno publikoval časopis Nature Physics.

Michael Tobar. Kredit: UWA.

Podle Tobara jejich výzkum nabízí nový způsob, jak ovládat makroskopické objekty a manipulovat s nimi, aniž by došlo k přímému kontaktu. Jak to ve vědě často chodí, Casimirova síla bývala objektem čistě akademického zájmu. Teď je to žhavé zboží, které je v ohnisku zájmu vědy o měření a detekci.

Jak upozorňuje Tobar, když budeme moci měřit Casimirovu sílu a manipulovat s její pomocí makroskopické objekty, tak to podstatně zvýší citlivost vůči působení síly a zároveň to sníží mechanické ztráty, k nimž při podobných manipulacích dochází. To by mohlo mít velký dopad na vědu i technologie.

Jacob Pate. Kredit: University of California Merced.

Casimirova síla funguje i v chladném a prázdném kosmickém prostoru. Hemžení virtuálních částic a antičástic v údajně prázdném vakuu nicméně výrazně zesílí, pokud dojde ke zvýšení teploty. Tím se zesílí i Casimirova síla. Podle Tobara je to super, protože nežijeme v kosmickém prostoru, nýbrž v pokojové teplotě. To nám nabízí slušné podmínky k využití Casimirovy síly k užitečným věcem. Abychom to ale mohli dělat, tak potřebujeme precizní technologii pro velmi přesné manipulace s objekty.

Tobarův a Pateův tým dokázal měřit Casimirovu sílu a používat ji k manipulaci s objekty za pokojové teploty pomocí mikrovlnného fotonického rezonátoru (re-entrant cavity). Manipulovali s tenkou kovovou membránou, až do vzdálenosti šířky zrnka prachu. V tomto směru se jistě brzy dočkáme dalších zajímavých věcí.

Video: Interview with Prof. Michael Tobar

Literatura

University of Western Australia 4. 8. 2020.

Nature Physics 3. 8. 2020.