Effetto Casimir

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Particelle virtuali
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In fisica, l'effetto Casimir e' la forza che si esercita fra due oggetti estesi separati dovuta non alla gravita' o alla carica elettromagnetica, ma alla risonanza dei campi energetici presenti nello spazio fra i due oggetti. Tali campi fisici sono descritti in termini di particelle virtuali. Il fenomeno prende il nome dal fisico Hendrick Casimir, che lo predisse nel 1948 in base a considerazioni di meccanica quantistica, nel corso delle sue ricerche sll'origine delle forze viscose nei fluidi.

Casimir predisse che, tra due lastre, solo quelle particelle virtuali la cui lunghezza d'onda fosse un sottomultiplo intero della distanza tra le lastre contribuissero all'energia del vuoto. La densità di energia dunque decrescerebbe all'avvicinarsi delle lastre, e quindi si avrebbe una forza attrattiva.

Dai calcoli la forza risulta essere

$F = \frac {\pi h c}{480 D^4}A$

dove A è l'area delle lastre, D la distanza tra esse, h la costante di Planck e c la velocità della luce.

Per lastre di 1 metro quadro, separate di 1 micron, la forza risulta di

$F = \frac {3,1415927 \times 6,6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{480 \times 10 ^{-24}}1$

ossia 0,13 milliNewton.

In generale, per misure in metri, la forza è

$F = \frac {1.300127^{-27} \times A}{D^4}$

[modifica] Verifica sperimentale

L'effetto Casimir venne verificato sperimentalmente nel 1996 da Steven Lamoreaux all'Università Washington in Seattle, che misurò la forza di attrazione tra una sfera ed una piastra separate da distanze comprese tra 0.6 μm e 6 μm. La prima misura utilizzando la configurazione originariamente proposta da Casimir (cioè quella a due piastre piane parallele) si deve ai ricercatori italiani Giacomo Bressi, Gianni Carugno, Roberto Onofrio, e Giuseppe Ruoso (G Bressi et al. 2002 Phys. Rev. Lett. 88 041804).