应用Casimir力实现真空零点能的利用研究

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-09 阅读:797

  技术的发展,驱动微型机械的动力源已成为制约MEMS器件进一步发展的瓶颈。目前对于MEMS器件的驱动方式一般为静电驱动,而常规的电力拖动,一般则不能满足所需的精度要求。

  对于在航空领域微型推进系统中的应用,由于MEMS器件具有比大推进系统更高的功率密度,具有可移动性好、可靠性高等特点,因此具有广阔的应用前景:(l)微腔的尺寸;(2)微腔的形状;(3)材料的电导率*4)各边长间的比例关系;(5)腔壁的粗糙度;(6)腔各边间结合处的转角大小;(7>微腔周围的引力场;(8)温度的差异。

  2常见微腔内的Casimir力人们对Casimir力的研究主要集中在对两传导性好、无限大平行平面微腔内的Casimir力研究。因为从理论角度来讲这类结构具有一系列其他结构所不具有的优点:(1)在三维空间的两个方向上保持洛伦兹力不变性;(2)能有效地把一个三维M题简化为一个一维问铨;(3)在两平行平面间的压力一能置张童保持不变;(4)理想化的平面上没有弯曲,不存在平面弯曲或平面交叉等引起的附加问题。

  对于两块尺寸为LxL的平行板导体,距离为*/,以边长方向为>r,。v轴,*/方向为t轴,如所示。盒中电磁波模式为:此处为正整数或,盒中的零点能是量其中£为光速。当c/<  几种常见微腔结构内的零点能分布见表1.表10K条件下几种微腔内的零点能微腔结构零点能两平行平面结构(无限大、间距为a)LxL上的零点能立方体结构(边长为《)球形结构(半径为/*)圆柱形(半径为r,无限长)长为L上的零点能而矩形腔内的零点能则根据腔体尺寸的变化可在正负间转变,Ambjom的计算结果如所示。

  3可行性分析所示结构中,浅色部分为可上下左右移动的薄平面,深色的基座由两部分组成,左边为矩形腔,右边为平面。在工作过程中,上平面假如先跟基座的平面部分对齐,那么它先跟基座间形成两平行平面结构,受Casim引力作用向下运动,为避免跟基座接触,我们可人为地设定一低位置。当上平面到低位置后,使它水平移动,跟基座左边的矩形腔部分对齐,这样上平面跟基座间将形成矩形腔结构,受Casimir斥力向上运动。到一定位置后再把上平面水平右移,跟基座又成两平行平面结构,在这一过程中,重力做功为零,Casimir力无论在上升还是下降的过程中做的都是正功,而水平移动时,考虑边界条件Casimir力可忽略不计。这样在整个过程种就可以实现对零点能的提取了。

  4结论对于零点能和Casim力,笔者从几种不同的结构对它进行了分析,可以认识到,在小间距时,它对于整个机构的正常运行将起到至关重要的作用。而对于微型动力系统,我们完全可以利用零点能来作为它的驱动能源,这一点根据Casimir力在不㈣的微腔中所表现出来的不同性质和在小间距时显示出来的巨大作用完全可以实现,但同时我们也认识到,对于零点能跟(Vsimir力,虽然在理论上对它们的研究有了一定的进展,但由于它的作用尺寸范围过于微小,这就要求器件尺寸也很微小,导致在制造和检测上存在很大的困难,所以对这种能量的应用还处于起步阶段,它的巨大潜能完全还没有被体现出来,这就需要我们在理向。

标签: 零点能
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