彼得大彼德堡理工大學(xué)(SPbPU)的研究人員提出了一種新方法來描述金屬與電磁波動(即電場和磁場的隨機(jī)爆發(fā))之間的相互作用。所獲得的結(jié)果在基礎(chǔ)物理學(xué)中以及在用于各種目的的納米器件的制造中都有應(yīng)用。該文章發(fā)表在《歐洲物理雜志》 C上。

現(xiàn)代技術(shù)中使用的微型設(shè)備的操作受電磁波動引起的卡西米爾力的影響。這是在真空中兩個(gè)表面之間作用的吸引力。在20世紀(jì)中葉，Evgeny Lifshitz院士從理論上描述了距離小于一微米的電中性體之間的這種相互作用。然而，在某些情況下，李夫希茨的理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相矛盾。在精確測量納米器件中卡西米爾力的過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神秘的悖論。

“只有在計(jì)算中不考慮金屬中傳導(dǎo)電子的能量損失時(shí)，李夫希茨理論的預(yù)測才與測量結(jié)果一致。但是，這些損失確實(shí)存在!眾所周知，電流會稍微加熱金屬在文獻(xiàn)中，這種情況稱為卡西米爾難題。” SPbPU物理，納米技術(shù)和電信研究所教授Galina Klimchitskaya解釋說。

理工大學(xué)的科學(xué)家們同時(shí)考慮了金屬中電子的能量損失，并在Lifshitz理論的預(yù)測與卡西米爾力的高精度測量之間達(dá)成了一致。一種描述金屬與電磁漲落的相互作用的新方法考慮到了兩種漲落：真實(shí)漲落(類似于觀測到的電磁場)和無法直接觀察到的所謂虛擬漲落(類似于金屬漲落)。構(gòu)成量子真空的虛擬粒子)。

“擬議的方法導(dǎo)致實(shí)際波動對卡西米爾力的貢獻(xiàn)與常用的大致相同，但顯著改變了虛擬波動的影響。結(jié)果，李夫希茨的理論與實(shí)驗(yàn)相吻合，同時(shí)考慮了金屬中電子的能量損失”，SPbPU物理，納米技術(shù)和電信研究所教授Vladimir Mostepanenko說道。

發(fā)表的結(jié)果涉及非磁性金屬。將來，研究人員計(jì)劃將結(jié)果擴(kuò)展到具有鐵磁特性的材料。因此，將有機(jī)會可靠地計(jì)算和創(chuàng)建在卡西米爾力的作用下運(yùn)行的更多微型納米器件。