Из эффекта Казимира мы знаем, что когда две пластины расположены очень близко друг к другу в вакууме, они притягиваются друг к другу, потому что квантовые флуктуации, которые давят на внешние поверхности двух пластин, перевешивают квантовые флуктуации на внутренних поверхностях. В недавней статье Джеймса К. Куаха, опубликованной в Physical Review Letters (согласно синопсису APS Physics ), утверждается, что:
Новые расчеты Джеймса Куаха из Токийского университета в Японии предполагают, что гравитационное притяжение Казимира можно наблюдать, если два зеркала обладают необычным свойством отражать гравитационные волны. Обычные твердые тела были бы прозрачны для гравитационного поля. Но теоретики предположили, что сверхпроводящие материалы могут вести себя иначе: прохождение гравитационных волн через сверхпроводник заставит куперовские пары, представляющие собой сильно делокализованные квантовые объекты, двигаться иначе, чем локализованные кристаллические ионы. Этот эффект, согласно недавнему предложению, может превратить тонкий сверхпроводящий лист в эффективный отражатель гравитационных волн.
Теперь здесь лежит одно из моих сомнений. Эффект Казимира, как мы знаем, вытекает из квантовой электродинамики , тем самым доказывая существование виртуальных частиц . Как именно он может претендовать на предсказание существования гравитационных волн ? Потому что, насколько мне известно, эффект Казимира не имеет ничего общего с гравитацией.
Далее в синопсисе APS Physics говорится:
Основываясь на этой идее, Куах проанализировал схему, в которой две пленки сверхпроводящего свинца толщиной в несколько нанометров каждая были разделены на несколько микрометров. Он рассчитал вклад гравитации в силу Казимира, которая стягивает пленки, и показал, что она может превышать электромагнитную один на порядок.
Как именно мы можем отличить гравитационный эффект Казимира от электромагнитного (ведь если существует первый, то будет существовать и второй)? И почему гравитационный эффект Казимира (если он существует) перевешивает электромагнитный?
Далее в синопсисе APS Physics говорится:
Он утверждает, что экспериментальная реализация его схемы может предложить способ проверки теорий квантовой гравитации и поиска гравитонов (гипотетических квантовых частиц, опосредующих гравитацию).
На основании того, что я знаю, квантовые гравитоны есть только в линеаризованной теории и пертурбативной квантовой гравитации . Даже если мы его найдем, изменит ли это большую часть проблем, стоящих перед физиками, работающими в области квантовой гравитации? Потому что, исходя из того немногого, что я знаю, потребовалось много усилий и времени, чтобы квантовать электромагнитное поле, хотя мы давно открыли фотон. Кроме того, гипотетически, каким будет результат, если мы воспроизведем тот же эксперимент (предложенный Джеймсом К. Квачем) в черной дыре BTZ ? Так как черная дыра BTZ в измерениях 2+1 не имеет распространяющихся степеней свободы, то и гравитонов нет.
Я не могу ответить на все вопросы, но хотел бы подчеркнуть кое-что относительно того, что говорит нам эффект Казимира, а что нет.
Если вы посмотрите, как он выводится для обычного электромагнитного взаимодействия, экспериментальная проверка стандартного эффекта Казимира говорит нам, что:
ЭМ поле может иметь стоячие волны между двумя пластинами и вне их
Такие волны все еще существуют даже в отсутствие (среднего) ЭМ поля между пластинами и вне их при Т = 0, т.е. существуют нулевые флуктуации ЭМ поля
На самом деле в реальном существовании виртуальных частиц нет ничего. Конечно, можно вывести взаимодействие Казимира, выражая все в терминах фотонов; это очень удобно и может быть ближе к реальности, чем волновая картина (лично я так не думаю, но кто знает...), но взаимодействие Казимира не позволяет, насколько я понимаю, различать эти две картины.
Таким образом, относительно гравитации, если бы эффект Казимира был обнаружен, это означало бы, что существуют стоячие гравитационные волны между двумя плитами и что гравитационное поле испытывает нулевые флуктуации, что уже было бы устрашающе. Другая проблема заключается в том, могут ли флуктуации нулевой точки быть захвачены концепцией гравитона или виртуального гравитона.
Ключом к эффекту является идея — на самом деле просто предположение, и, как говорится в документе, «эти идеи не были встречены без разногласий», — что существуют материалы, непрозрачные для гравитационных волн так же, как проводники непрозрачны для них. ЭМ волны. Если это так, то полость между параллельными пластинами будет содержать редуцированный набор мод нулевой флуктуации относительно области вне их, как и в ЭМ ТС, и будет внутреннее давление. Существуют теории/модели того, как классическая материя и квантовые жидкости взаимодействуют с гравитационными волнами, и Куах использует эти модели для предсказания величины эффекта. Вот как он может отличить гравитонный СЕ от фотонного СЕ. Согласно модели, которую он использует, гравитонный вклад доминирует над фотонным вкладом на порядок для пластин сверхпроводящего свинца толщиной 2 нм, разделенных расстоянием порядка микрона. Таким образом, его предложение состоит в том, чтобы повторить существующие эксперименты в условиях сверхпроводимости и посмотреть, соответствует ли порядок величины CE предсказанию, включающему как гравитационный, так и фотонный вклад, или только предсказанию, включающему только фотонное предсказание.
Я прочитал статью, и гравитационное объяснение эффекта Казимира не главное, это эксперимент, который доказывает существование гравитона.
Статья начинается с проведения макроскопической аналогии между уравнениями Максвелла и линеаризованными уравнениями поля Эйнштейна (известными как гравитоэлектромагнетизм ). Автор использует GEM из-за так называемого эффекта Гейзенберга-Колумба , который использует сверхпроводящую среду между двумя пластинами, чтобы доказать электромагнитное объяснение эффекта Казимира. Когда какой-нибудь физик решает провести эксперимент, существование гравитона зависит от того, верно ли объяснение ЭМ или ГЭУ.
Qмеханик
Пустота