Casimir Etkisi

İçerik Yazarı: Kazım Korkmaz

Editör: Elif Nur Öztürk

Tasarım: Sudenaz Kesik

Boşluk gerçekten boş mudur? Yoksa içinde hiçbir şey yokmuş gibi görünen vakumda bile fizik kuralları işlemeye devam eder mi? İşte bu sorulara cevap ararken Casimir etkisine göz atalım.

İlk olarak 1948 yılında Hendrik Casimir tarafından öne sürülen bu teori, zamanla deneylerle de ispatlanmıştır. Casimir etkisi, vakumda bile iki iletken yüzey yeterince yakınlaştırıldığında aralarında bir miktar çekici kuvvet oluşturduğunu göstermektedir. Buradaki bu çekici kuvvetin asıl oluşum nedeni vakum dalgalanmalıdır. 

Daha rahat anlayabilmek adına şu örneği ele alalım: İki adet nötr, paralel, iletken metal plakayı ele alalım. Bu plakalar vakum ortamında birbirlerine birkaç nanometre mesafede yerleştirilmiş olsun. Plakaların dış yüzeylerinde her frekansta elektromanyetik dalga modları bulunabilir. Ancak plakaların iç yüzeylerinde sadece belli frekanstaki modlara izin verilir. Bu durum plakaların iç tarafında dış tarafa göre daha az sayıda elektromanyetik mod bulunmasına neden olur ve sonucunda dış ve iç bölgeler arasında bir basınç farkı yaratır. Sonuç olarak iki cisim arasında çekici bir Casimir kuvveti oluşur. Ayrıca Casimir etkisinin çekici olduğu kadar bazı özel koşullarda itici de olabileceğini gösteren deneysel çalışmalar da bulunmaktadır. 

Casimir etkisi hem temel bilimlerdeki kuramsal çalışmalarda hem de ileri teknolojilerin geliştirilmesinde önemli bir yer tutmaktadır. Kuvvet çok zayıf olsa da nanoteknoloji, mikro elektro-mekanik sistemler (MEMS), kozmolojik sabit problemi, kuantum alan teorisi testleri ve daha birçok alanda önemli uygulamalara sahiptir.