卡西米尔效应.ppt

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1、卡西米尔效应——能量可以是负的吗？大话负能量宇宙由物质和能量组成，而实质上物质和能量又是可以互换的。物质有正、负物质，能量也有正、负能量之分。但正、负能量不同于正、负物质，正负物质在相遇时会湮灭，物质百分之百转化能量，这些能量都是正的，没有负的，而负能量却是正能量相反的概念。负能量具有很多奇异的性质，当一束负能量的光照射到物体上时，光所流动的方向竟然与一般情况下是相反的，而且会产生负折射率。再者，如果我们去推一个带有负能量的箱子，力量竟然会作用回来，越推这个箱子它反而向发力的方向移动，这是多么不可思议的事，在这里人们做的功竟然也都是负功。力量越大的主体反而越吃亏。大话负能量同时科学家已经证

2、明，可能存在一种超光速的方法，这种方法就是通过负能量来实现的。它是利用负能量的奇异性质，用负能量将机器包裹起来，被包裹起来的机器会自动随着这个时空泡泡前进，就像是船在随着河流前进一样。负能量具有打破空间的性质。因为物质与能量是空间中的产物，所以负能量会让空间发生奇变，使之往三维空间相反的方向移动。卡西米尔效应的原理大多数人认为，真空是空荡荡的。但是，根据量子动力学（一门在非常小的规模上描述宇宙行为的理论），没有比这种观点更加荒谬的了。实际上，真空中到处充满着称作“零点能”的能电磁能，这正是麦克莱希望加以利用的能量。“零点能”中的“零”指的是，如果把宇宙温度降至绝对零度（宇宙可能的最低能态）

3、，部分能量就可能保留下来。实际上，这种能量是相当多的。物理学家对究竟有多少能量仍存在分歧，但麦克莱已经计算出，大小相当于一个质子的真空区所含的能量可能与整个宇宙中所有物质所含的能量一样多。卡西米尔效应1948年，荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔(HendrikKasimier,1909-2000)提出了一项检测这种能量存在的方案。从理论上看，真空能量以粒子的形态出现，并不断以微小的规模形成和消失。在正常情况下。真空中充满着几乎各种波长的粒子，卡西米尔认为，如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起，较长的波长就会被排除出去。接着，金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力，金属盘越靠近，

4、两者之间的吸引力就越强，这种现象就是所谓的卡西米尔效应。这也就意味着由于真空中的能量震荡而使得原本和为零的能量产生正负之分，既能量可以为负，并因此使金属板间产生了吸引力。卡西米尔效应卡西米尔效应是量子场论的自然结果；量子场论陈述了所有各式各样的基本场—例如电磁场—必须在空间中每个点且处处被量子化。采单纯的观点来说，物理场可以想作是充满空间的振动球，之间以弹簧相连接。场的强度可以看作是球偏离其平衡位置的位移。场的振动可以传播，并由对应于此特殊场的适当波方程所主导。量子场论的二次量子化程序要求球与弹簧的组合是呈现量子化的，也就是说场强度在空间中每一点被量子化。正则式地来说，空间中每点的场是个谐

5、振子，量子化则成了每点有个量子谐振子。场的激发则对应到粒子物理学中的基本粒子。然而，这样的图像会显示出：即使是真空也有极其复杂的结构。所有量子场论的计算都须与这样的真空模型有所关联。真空因此暗地里具有了一颗粒子所拥有的全部性质：自旋，或光的极化，以及能量等等。若作平均，这些性质会彼此相销而得到零值——真空的“空”是以这样的概念维持着。其中一个重要的例外是真空能量或能量的真空期望值。简谐振子的量子化过程指出存在有一个最低的能量值，称作零点能量，此值不为零：卡西米尔效应卡西米尔所做的研究是针对二次量子化的电磁场。若其中存在一些大块的物体，可为金属或介电材料，做成一如经典电磁场所须遵从的边界条件

6、，这些相应的边界条件便影响了真空能量的计算。举例来说，考虑金属腔室中电磁场真空期望值的计算；这样的金属腔实例如雷达波腔或微波波导。这样的例子中，正确找出场的零点能量的方法是将腔中驻波能量加总起来。每一个可能的驻波对应了一种能量值；例如，第n个驻波的能量值是En。腔室中电磁场的真空期望值则为：此和是对所有可能驻波的n加总起来。1/2的因子反映出被加总的是零点能量(此1/2与方程的1/2相同)。以这样方式写出，很明显地和会发散；然而也是可以将它写成有限值的表示。卡西米尔效应示意图卡西米尔效应——热效应来自国家技术和标准局（NIST）与科罗拉多大学（UniversityofColorado）联合

7、实验室JILA，由诺贝尔奖获得者EricCornell领导的小组第一次证实了物理学家EvgenyLifschitz于1955年预言的温度可以影响卡西米尔力这项发现增加了人们对卡西米尔力的理解，并且使得未来的实验可以更好地处理这种效应。卡西米尔效应的实验测量自卡西米尔发表他的实验方案以来的半个世纪里,由于实验条件的限制,卡西米尔效应只不过在理论上吸引了人们的好奇心,却一直未曾被测量过,这种局面到20世纪90年代后期才开始有