कीवर्ड: कासिमिर प्रभाव, क्वांटम यांत्रिकी, भौतिकी, ऊर्जा का गैर-संरक्षण, प्लेट, वैक्यूम ऊर्जा, शून्य-बिंदु ऊर्जा।
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कासिमिर प्रभाव विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में एक गुंजयमान गुहा (हर्मेटिकली सीलबंद धातु बॉक्स) में डूबी दो समानांतर धातु प्लेटों के बीच एक बहुत कमजोर आकर्षक बल के रूप में प्रकट होता है।
विद्युत चुंबकत्व और शास्त्रीय यांत्रिकी के शास्त्रीय सिद्धांत के अनुसार, दोनों प्लेटों को गतिहीन रहना चाहिए क्योंकि गुहा में किसी भी क्षेत्र का पूर्ण निर्वात होता है। चलने में सक्षम होने के लिए, धातु की प्लेटों को ऊर्जा की आवश्यकता होती है जिसे वे कहीं भी नहीं खींच सकते।
कासिमिर प्रभाव क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत का शुद्ध परिणाम है। इसकी कल्पना एवं गणना की गयी 1948 में डच भौतिक विज्ञानी हेंड्रिक कासिमिर।
Selon क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (और यह सभी क्वांटम क्षेत्रों पर भी लागू होता है) में अलग-अलग ऊर्जा अवस्थाएँ होती हैं। निम्नतम ऊर्जा अवस्था - जमीनी अवस्था - ऊर्जा क्वांटा (विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के मामले में फोटॉन) या दूसरे शब्दों में, निर्वात की अनुपस्थिति से मेल खाती है। पहली "उत्साहित" अवस्था एक-ऊर्जा क्वांटम या एक-फोटॉन अवस्था है। दूसरी उत्तेजित अवस्था दो-फोटॉन अवस्था है, इत्यादि।
हालाँकि, क्वांटम वैक्यूम फील्ड सिद्धांत द्वारा दिया गया प्रतिनिधित्व कम से कम विरोधाभासी है। यह निर्वात वास्तव में ऊर्जा से भरा है जो कणों के रूप में "भौतिक" नहीं है। हालाँकि, थोड़े समय में, यह ऊर्जा कणों या क्वांटा में परिवर्तित हो सकती है जिनका जीवनकाल बहुत कम होता है। इन्हें आभासी कण कहा जाता है। यद्यपि आभासी के रूप में योग्य होने के बावजूद, इन क्वांटा (हमारे मामले में फोटॉन) के प्रभाव वास्तव में वास्तविक हैं.
गुहा में, आभासी क्वांटा (आभासी फोटॉन) स्वचालित रूप से निर्वात से "उभर" आएंगे। इन फोटॉनों का तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम निरंतर है, लेकिन क्योंकि गुहा बंद है, अधिकांश आवृत्तियाँ विनाशकारी होंगी और अंततः केवल कुछ विशेष आवृत्तियाँ (जिन्हें कहा जाता है) होंगी अनुनाद मोड) गुहा में रहेगा। यह एक में प्रतिध्वनि की क्लासिक घटना है गुंजायमान गुहा. अनुनाद मोड की विशेषता इस तथ्य से होती है कि मोड की तरंग दैर्ध्य दूरी का एक पूर्णांक उप-गुणक है जो गुहा के चेहरों को अलग करती है। इसलिए अधिकृत मोड की संख्या उस दूरी के समानुपाती होती है जो गुहा के चेहरों को अलग करती है।
जिस विन्यास में हमारी रुचि है, उसमें गुहा और प्लेटों के चेहरों के बीच और स्वयं प्लेटों के बीच प्रतिध्वनि स्थापित होती है। यदि प्लेटों के बीच की दूरी गुहा सतहों से उनकी दूरी से कम है, तो प्लेटों की तुलना में गुहा सतहों और प्लेटों के बीच अधिक प्रतिध्वनि मोड होंगे। इसलिए प्लेटों के "आंतरिक" चेहरों पर जो विकिरण दबाव लगाया जाता है, वह उनके "बाहरी" चेहरों पर लगाए गए दबाव से कम होता है। इसके परिणामस्वरूप बहुत कमजोर बल उत्पन्न होता है जो प्लेटों को एक साथ खींचता है।
हालाँकि इसकी भविष्यवाणी 1948 से की जा रही थी, यह प्रभाव केवल प्रायोगिक तौर पर 1997 में पहली बार देखा गया था।
कठोर होने के लिए, सभी मौजूदा क्वांटम क्षेत्रों के क्वांटा को शामिल करना आवश्यक होगा। लेकिन इन क्षेत्रों को वैक्यूम से भौतिक होने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है जिसके परिणामस्वरूप विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की तुलना में संबंधित क्वांटा के भौतिक होने की संभावना कम होती है। नतीजतन, कासिमिर प्रभाव में उनका योगदान काफी हद तक नगण्य है।
कासिमिर प्रभाव यह दर्शाता हैनिर्वात के साथ, गति उत्पन्न करना संभव है। इसमें इसका गठन होता है ऊर्जा संरक्षण के शास्त्रीय सिद्धांत का एक बड़ा उल्लंघन और आपको यह मापने की अनुमति देता है कि क्वांटम भौतिकी कितनी भ्रमित करने वाली हो सकती है!