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Concept
Effet Casimir
Résumé
vignette|Forces de Casimir sur des plaques parallèles.
vignette|Forces de Casimir sur des plaques parallèles.
L’effet Casimir, tel que prédit par le physicien néerlandais Hendrik Casimir en 1948, est une force attractive entre deux plaques parallèles conductrices et non chargées.
Cet effet, dû aux fluctuations quantiques du vide, existe également pour d'autres géométries d'électrodes. Expérimentalement, on utilise souvent des miroirs.
Les fluctuations quantiques du vide sont présentes dans toute théorie quantique des champs. L'effet Casimir est dû aux fluctuations du champ électromagnétique, décrit par la théorie de l'électrodynamique quantique.
L’énergie du « vide » entre deux plaques se calcule en tenant compte uniquement des photons (y compris des photons virtuels) dont les longueurs d’onde divisent exactement la distance entre les deux plaques (, où est un entier positif, λ la longueur d’onde d’un photon, et L la distance entre les deux plaques).
Ceci implique que la densité d’énergie du vide (entre ces deux plaques) est fonction du nombre de photons qui peuvent exister entre ces deux plaques.
Plus les plaques sont proches, moins il y a de photons obéissant à la règle , car sont exclus les photons dont la longueur d’onde est supérieure à L. Il y a donc moins d’énergie.
La force entre ces deux plaques, à savoir la dérivée de l’énergie par rapport à L, est donc attractive.
Une équipe de l'université de Berkeley a mis en évidence que l'effet Casimir permettait la transmission de phonons à travers le vide ce qui révèle un nouveau mode de transfert thermique dans le vide.
L'effet Casimir dérive de la théorie quantique des champs, qui impose que tous les champs fondamentaux, comme le champ électromagnétique, soient quantiques en chaque point de l'espace. De manière très simple, un champ physique peut être vu comme un espace rempli de balles et de ressorts vibrants tous interconnectés ; la force du champ se matérialise comme le déplacement d'une balle depuis une position au repos.
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