3. Эффект Казимира: Сила ничто


В 1948 году голландский физик Хендрик Казимир (Hendrik Casimir) высказал предположение о существование материальной силы, основывающейся на флуктуации минимальной энергии Гейзенберга в вакууме. Вспомним из Приложения 2 об энергии нулевых колебаний, что вакуум или «пустое пространство», на самом деле состоит из переменных флуктуаций энергии и электромагнитных полей. Абсолютного вакуума не существует В принципе, волны в «вакууме» могут иметь любые частоты. Физики даже могут вычислить среднюю ненулевую энергию флуктуации волны вакуума, равную половине энергии фотона. Казимир предположил, что если поместить в вакуум очень близко друг к другу две крошечные пластинки, то между ними будет достаточно места для движения коротких волн, но недостаточно для более длинных. Волны, удерживаемые снаружи, будут «давить» на обе пластинки, или зеркала, создавая силу, которую сегодня называют «силой Казимира» или «силой ничто». Этот эффект давления флуктуирующих полей был экспериментально обнаружен в 1993 году.162


162 Первые экспериментальные подтверждения относятся к 1958 году (пер.)



Этот эффект может быть проиллюстрирован действием волнения моря на рядом стоящие корабли. Их будет «прибивать» друг к другу волнами, длина которых больше чем расстояние между кораблями.

(Рисунок 3.1. Сила ничто Казимира. Волны возникают в результате нулевых колебаний вакуума. Большая по длине волна не умещается в зазор между пластинками или зеркалами, и поскольку она не может «проникнуть» в этот узкий зазор, она создает давление между зеркальными пластинками. Надпись на рисунке: СИЛА ИЛИ ДАВЛЕНИЕ НИЧТО)

На рисунке 3.1 вы можете видеть, что небольшая волна (с малой длиной) умещается между пластинками (или кораблями). Если два корабля находятся на гребнях этой небольшой волны, то более длинные волны, которые не могут уместиться между кораблями, будут толкать их снаружи, и прижимать друг к другу.

То же самое справедливо и для квантового вакуума. Если вместо кораблей вы имеете два зеркала, то квантовые волны «вакуума», не помещающиеся между пластинками, будут толкать их друг к другу.

Недавние достижения в развитии теории Казимира, опубликованные Бернардом Хейшем с сотрудниками в журнале Physical Review, показывают, что эта «сила ничто» может быть связана с инерцией всех материальных тел.163 Если вы что-либо толкаете — даже если это мяч на полу — инерция мяча сопротивляется толчку. Инерция массы, ее гравитационная природа, общие законы физики, относящиеся к этому вопросу, до сих пор оставались загадкой. Согласно Хейшу, Казимирова сила «ничто» может лежать в основе нашего восприятия силы. Другими словами, инерция возникает из-за того, что невидимый фон вселенной противится быстрым изменениям. В теории Хейша, масса и движение неразрывно связаны друг с другом.


163 “Inertia as a Zero-Point Field Lorenz Force (Инерция как Лоренцева сила поля нулевых колебаний.)Physical Review A, Vol. 49, No. 2, pp. 678–694 (1994).



С психологической точки зрения, теория Казимира выглядит как специальный случай размышления о чём-либо, и маргинализации других вещей. Маргинализация одной энергии (или частоты) в пользу другой дает нам ощущение гравитации, давления или силы. Если мы способны двигаться с разными силами и векторами, то чувствуем себя несомыми, и не ощущаем силу, как таковую. Маргинализация создает давление и силу. Маргинализация и давление взаимосвязаны. Поскольку маргинализировать естественно, естественно иметь силы, и ощущение «я» и «не-я». Результат — то, что мы называем общепринятой реальностью — основывается на разделении здесь и там, настоящего и прошлого, и т. д. Сила Казимира — это метафора едва уловимых толчков и порывов, притяжений и отталкиваний, которые мы осознаем. Возможно эта сила представляет собой один из аспектов принципа осознания — дуалистической, релятивистской тенденции осознания. Сама наша природа, природа вселенной, выбирает одни «вибрации» или чувства, и не впускает другие.