De hecho, las placas deben estar muy juntas y deben ser planas y paralelas, y ha sido un experimento muy difícil de hacer. Los experimentos originales a fines de la década de 1950, creo, no fueron muy confiables. Pero los últimos intentos parecen bastante convincentes, y los resultados sugieren que están viendo el efecto Casimir.
Observe que la fuerza de Casimir está creciendo muy rápidamente en separaciones de placas pequeñas; no se esperaría que un efecto electroquímico de otro tipo mostrara la misma escala [matemática] 1 / d ^ 4 [/ matemática].
Aquí hay un extracto del documento sobre la última medición, que se realiza utilizando la configuración de placa paralela, para que la naturaleza del comportamiento de corto alcance de la fuerza de Casimir se destaque lo mejor posible.
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Un requisito previo para el procedimiento de paralelización es la estabilización y la eliminación de partículas de polvo presentes en las dos superficies. Un grabado en la superficie de SiO2 y la evaporación de un depósito de cromo proporcionan superficies metálicas estables y también evitan una rápida oxidación. Para la limpieza, además de adoptar procedimientos estándar como un entorno de flujo de aire laminar libre de polvo capaz de filtrar polvos de menos de 1 μm, y lavar con solventes adecuados, utilizamos una herramienta de limpieza dedicada al vacío [15]. Este último está hecho de un alambre metálico delgado que, bajo inspección en el SEM, se mueve a lo largo de tres ejes ortogonales a través de conductos de vacío con micrómetros. Los granos de polvo de tamaño entre 0.5 y 3 μ, difíciles de identificar bajo el microscopio óptico utilizado para la limpieza preliminar, en aire, luego se eliminan. Una vez que las superficies se limpian al nivel de 0,5 μm, optimizamos su paralelismo. Primero se realiza una disposición aproximada usando el SEM, es decir, viendo el espacio con diferentes aumentos en dos lados ortogonales (ver, por ejemplo, la Fig. 2). Mediante los diversos controles de movimiento es posible alcanzar una configuración casi paralela (dentro de una resolución de 1 μm). El paralelismo final se obtiene utilizando el puente de CA al maximizar la capacitancia en la separación de separación mínima obtenible. Se obtiene un valor máximo de 22 pF, que corresponde a una separación de separación promedio de aproximadamente 0.4 μm. Con una sensibilidad de puente de CA de ∼0.4 pF y basada en la expresión de la capacitancia entre placas no paralelas, esto garantiza un paralelismo mejor que 30 nm sobre 1.2 mm, equivalente a una desviación angular de ∼3 × 10−5 radianes. [1]
Puedes ver que se tuvo mucho cuidado al limpiar las superficies metálicas en el experimento, se cromó en ambas superficies planas, y los experimentadores estaban bastante seguros de que no había capas de óxido, por lo que es difícil entender qué efecto electroquímico podría haber, Además de la diferencia en el voltaje de compensación debido a la presencia de diferentes metales en ambos lados del circuito, que se pone a cero durante el experimento.
Las mediciones anteriores, a fines de la década de 1990, eran algo defectuosas, ya que en su lugar usaban una esfera cerca de un avión y, por lo tanto, podían llegar a distancias lo suficientemente pequeñas, del orden de [matemáticas] 0.1-1 \, \ mu [/ matemáticas] metro. [2] Pero la geometría no es del todo correcta. Entonces, para extraer la dependencia de separación [matemática] P_C = K_C / d ^ 4 [/ matemática] de la fuerza de Casimir por unidad de área para la geometría paralela, era necesario hacer un poco de teoría. (Aquí [math] K_C = \ frac {\ pi hc} {480} \ sim 1.3 \ times 10 ^ {- 27} \ text {N} \, \ text {m} ^ 2 [/ math], como era originalmente calculado por Casimir.)
Pero en la década de 2000, las técnicas han mejorado bastante.
El experimento anterior demuestra aproximadamente la dependencia de distancia esperada correcta y muy fuerte en el rango de separaciones 0.5–3.0 [matemática] \ mu [/ matemática] m, aunque no sin algunas anomalías.
El ajuste a la teoría no es absolutamente perfecto a distancias intermedias, entre 1 y 2 [matemáticas] \ mu [/ matemáticas] m.
También miden el coeficiente [matemática] K_C [/ matemática], y está de acuerdo con el cálculo de Casimir dentro de aproximadamente el 15%. Encuentran [math] K_C = (1.22 \ pm 0.18) \ times 10 ^ {- 27} \ text {N} \, \ text {m ^ 2} [/ math].
Cuando observa los resultados de las mediciones en la figura 4, tenga en cuenta que [math] d_r [/ math] está desplazado: la distancia de separación real de las placas es [math] d = d_0 + d_r [/ math], donde [math] d_0 = -0.33 \ mu \, [/ math] m.
Entonces, en general, me parece un experimento bastante convincente, aunque el desacuerdo con la teoría probablemente indica, como sugieren los autores, que hay conductividad finita, rugosidad de la superficie y / o correcciones finitas de temperatura que deben tenerse en cuenta.
Si se trata de algún efecto electroquímico, ciertamente imita la forma y la magnitud esperada de la fuerza de Casimir bastante bien.
Pero no soy un experimentalista. Un verdadero experto en tales mediciones podría encontrar razones para estar en desacuerdo.
Notas al pie
[1] https://arxiv.org/pdf/quant-ph/0…
[2] http://web.mit.edu/kardar/www/re…
