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Der Casimir-Effekt. Astrid Karnassnigg Karl-Franzens-Universität Graz 19/05/2014. Das Vakuum kommt zu Kräften . . . Grundbegriffe. Was ist das Vakuum? klassische Mechanik Quantenmechanik mittlere Energiedichte der Vakuumfluktuation: -> Problem der Vakuumkatastrophe. - PowerPoint PPT Presentation
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Der Casimir-EffektAstrid KarnassniggKarl-Franzens-Universität Graz19/05/2014
Das Vakuum kommt zu Kräften . . .Grundbegriffe•Was ist das Vakuum?
▫klassische Mechanik▫Quantenmechanik
•mittlere Energiedichte der Vakuumfluktuation:
-> Problem der Vakuumkatastrophe
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E =1
2hω
Das Vakuum kommt zu Kräften . . .Das (Gedanken-)Experiment
Das Vakuum kommt zu Kräften . . .Die Casimir-Kraft (1)• im freien Raum haben alle Wellenlängen des
Vakuumfeldes dasselbe Gewicht -> Frequenzspektrum konstant
• im Resonator:▫Spiegelabstand gibt charakteristische Länge vor▫resonante Wellen, deren halbes Vielfaches genau
dem Spiegelabstand entsprechen, werden gegenüber nichtresonanten Wellen bevorzugt
• ausschlaggebende physikalische Größe: Strahlungsdruck
Das Vakuum kommt zu Kräften . . .Die Casimir-Kraft (2)• anziehende Komponenten überwiegen ->
Casimir-Kraft für 2 planparallele Spiegel ist attraktiv
• Casimir-Kraft:
• wegen - Abhängigkeit, Casimir-Kraft nur für Spiegelabstände < einigen μm messbar
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F = −Ahcπ 2
240d4
€
1
d4
Das Vakuum kommt zu Kräften . . .Modell für kleine Spiegelabstände• Casimir-Kraft bei geringen Spiegelabständen
schwächer:nicht mehr ,sondern wie
• Lichtgeschwindigkeit muss nicht mehr berücksichtigt werden
• für zwei metallische Spiegel mit d=100nm -> Casimir-Kraft ist nur mehr halb so groß, wie klassisch berechnet
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1
d4
€
1
λ pd3
Weitere Anwendungsgebiete
•Wirkung auf Mikro- und Nanostrukturen
•Moderne Experimente
•Neue theoretische Ansätze
•Abweichung vom Gravitationsgesetz
Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit