卡西米爾效應(yīng).ppt

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1、卡西米爾效應(yīng)——能量可以是負的嗎？大話負能量宇宙由物質(zhì)和能量組成，而實質(zhì)上物質(zhì)和能量又是可以互換的。物質(zhì)有正、負物質(zhì)，能量也有正、負能量之分。但正、負能量不同于正、負物質(zhì)，正負物質(zhì)在相遇時會湮滅，物質(zhì)百分之百轉(zhuǎn)化能量，這些能量都是正的，沒有負的，而負能量卻是正能量相反的概念。負能量具有很多奇異的性質(zhì)，當一束負能量的光照射到物體上時，光所流動的方向竟然與一般情況下是相反的，而且會產(chǎn)生負折射率。再者，如果我們?nèi)ネ埔粋€帶有負能量的箱子，力量竟然會作用回來，越推這個箱子它反而向發(fā)力的方向移動，這是多么不可思議的事，在這里人們做的功竟然也都是負功。力量越大的主體反而越吃虧。大話負能量同時科學(xué)家已經(jīng)證

2、明，可能存在一種超光速的方法，這種方法就是通過負能量來實現(xiàn)的。它是利用負能量的奇異性質(zhì)，用負能量將機器包裹起來，被包裹起來的機器會自動隨著這個時空泡泡前進，就像是船在隨著河流前進一樣。負能量具有打破空間的性質(zhì)。因為物質(zhì)與能量是空間中的產(chǎn)物，所以負能量會讓空間發(fā)生奇變，使之往三維空間相反的方向移動?？ㄎ髅谞栃?yīng)的原理大多數(shù)人認為，真空是空蕩蕩的。但是，根據(jù)量子動力學(xué)（一門在非常小的規(guī)模上描述宇宙行為的理論），沒有比這種觀點更加荒謬的了。實際上，真空中到處充滿著稱作“零點能”的能電磁能，這正是麥克萊希望加以利用的能量?！傲泓c能”中的“零”指的是，如果把宇宙溫度降至絕對零度（宇宙可能的最低能態(tài)）

3、，部分能量就可能保留下來。實際上，這種能量是相當多的。物理學(xué)家對究竟有多少能量仍存在分歧，但麥克萊已經(jīng)計算出，大小相當于一個質(zhì)子的真空區(qū)所含的能量可能與整個宇宙中所有物質(zhì)所含的能量一樣多?？ㄎ髅谞栃?yīng)1948年，荷蘭物理學(xué)家亨德里克·卡西米爾(HendrikKasimier,1909-2000)提出了一項檢測這種能量存在的方案。從理論上看，真空能量以粒子的形態(tài)出現(xiàn)，并不斷以微小的規(guī)模形成和消失。在正常情況下。真空中充滿著幾乎各種波長的粒子，卡西米爾認為，如果使兩個不帶電的金屬薄盤緊緊靠在一起，較長的波長就會被排除出去。接著，金屬盤外的其他波就會產(chǎn)生一種往往使它們相互聚攏的力，金屬盤越靠近，

4、兩者之間的吸引力就越強，這種現(xiàn)象就是所謂的卡西米爾效應(yīng)。這也就意味著由于真空中的能量震蕩而使得原本和為零的能量產(chǎn)生正負之分，既能量可以為負，并因此使金屬板間產(chǎn)生了吸引力?？ㄎ髅谞栃?yīng)卡西米爾效應(yīng)是量子場論的自然結(jié)果；量子場論陳述了所有各式各樣的基本場—例如電磁場—必須在空間中每個點且處處被量子化。采單純的觀點來說，物理場可以想作是充滿空間的振動球，之間以彈簧相連接。場的強度可以看作是球偏離其平衡位置的位移。場的振動可以傳播，并由對應(yīng)于此特殊場的適當波方程所主導(dǎo)。量子場論的二次量子化程序要求球與彈簧的組合是呈現(xiàn)量子化的，也就是說場強度在空間中每一點被量子化。正則式地來說，空間中每點的場是個諧

5、振子，量子化則成了每點有個量子諧振子。場的激發(fā)則對應(yīng)到粒子物理學(xué)中的基本粒子。然而，這樣的圖像會顯示出：即使是真空也有極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。所有量子場論的計算都須與這樣的真空模型有所關(guān)聯(lián)。真空因此暗地里具有了一顆粒子所擁有的全部性質(zhì)：自旋，或光的極化，以及能量等等。若作平均，這些性質(zhì)會彼此相銷而得到零值——真空的“空”是以這樣的概念維持著。其中一個重要的例外是真空能量或能量的真空期望值。簡諧振子的量子化過程指出存在有一個最低的能量值，稱作零點能量，此值不為零：卡西米爾效應(yīng)卡西米爾所做的研究是針對二次量子化的電磁場。若其中存在一些大塊的物體，可為金屬或介電材料，做成一如經(jīng)典電磁場所須遵從的邊界條件

6、，這些相應(yīng)的邊界條件便影響了真空能量的計算。舉例來說，考慮金屬腔室中電磁場真空期望值的計算；這樣的金屬腔實例如雷達波腔或微波波導(dǎo)。這樣的例子中，正確找出場的零點能量的方法是將腔中駐波能量加總起來。每一個可能的駐波對應(yīng)了一種能量值；例如，第n個駐波的能量值是En。腔室中電磁場的真空期望值則為：此和是對所有可能駐波的n加總起來。1/2的因子反映出被加總的是零點能量(此1/2與方程的1/2相同)。以這樣方式寫出，很明顯地和會發(fā)散；然而也是可以將它寫成有限值的表示?？ㄎ髅谞栃?yīng)示意圖卡西米爾效應(yīng)——熱效應(yīng)來自國家技術(shù)和標準局（NIST）與科羅拉多大學(xué)（UniversityofColorado）聯(lián)合

7、實驗室JILA，由諾貝爾獎獲得者EricCornell領(lǐng)導(dǎo)的小組第一次證實了物理學(xué)家EvgenyLifschitz于1955年預(yù)言的溫度可以影響卡西米爾力這項發(fā)現(xiàn)增加了人們對卡西米爾力的理解，并且使得未來的實驗可以更好地處理這種效應(yīng)?？ㄎ髅谞栃?yīng)的實驗測量自卡西米爾發(fā)表他的實驗方案以來的半個世紀里,由于實驗條件的限制,卡西米爾效應(yīng)只不過在理論上吸引了人們的好奇心,卻一直未曾被測量過,這種局面到20世紀90年代后期才開始有