Энергия вакуума. Примеры применения вакуума в промышленности

Относится к «Теории мироздания»

Флуктуации вакуума

Квантовая теор ия поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы : происходят так называемые нулевые колебания полей (см. Природа флуктуаций вакуума).

Вот список известных эффектов, которые часто приписываются виртуальным частицам:

в процессе распада возбуждённого атома или ядра; такой распад невозможен по законам обычной квантовой физики и требует квантификации электромагнитного поля для объяснения.

, заключающийся во взаимном притяжении или отталкивании незаряженных немагнитных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме.

Боковая отталкивающая сила света , заключающийся во взаимном притяжении или отталкивании параллельных лучей ЭМ излучения с разным числом фаз волны в каждом из них вследствие квантовых флуктуаций в вакууме.

(van der Waals force), которая похожа на эффект Казимира, только происходит между двумя атомами .

(Vacuum polarization), которая включает генерацию пары частица-античастица или «распад вакуума» (the decay of the vacuum), как, например, спонтанная генерация электрон-позитронной пары.

, которое происходит в сильном гравитационном поле, таком, например, как вблизи чёрных дыр.

атомных уровней объясняется нулевыми колебаниями электромагнитного поля в физическом вакууме.

Эффект нулевых колебаний полей приводит к следующим следствиям:

Поляризация вакуума Электрическое (и в первую очередь кулоновское) поле заряженной частицы оказывает влияние на распределение виртуальных электронно-позитронных пар (и пар любых других заряженных частиц-античастиц). Реальный электрон притягивает виртуальные позитроны и отталкивает виртуальные электроны. Это должно приводить к явлениям, напоминающим поляризацию среды, в которую вносится заряженная частица. Для описания таких явлений опять применим метод возмущений. Поляризация электронно-позитронного вакуума (принято использовать подсказываемый приведённой аналогией термин) является чисто квантовым эффектом, вытекающим из К. т. п. Эта поляризация приводит к тому, что электрон оказывается окруженным плотным слоем позитронов из виртуальных пар, так что эффективный заряд электрона должен существенно изменяться. Возникает экранировка заряда, т. е. его эффективное уменьшение. Если рассматривать «затравочные» частицы как точечные, то экранировка оказывается полной, т. е. эффективный заряд нулевым (проблема «заряда нуль»). Для преодоления этой трудности используется идея перенормировки заряда. Здесь почти дословно повторяются приводившиеся при обсуждении перенормировки массы аргументы. Назовём «затравочным» заряд, который был бы у частицы, если бы исчезло взаимодействие с электронно-позитронным вакуумом (будем говорить только о нём, хотя, конечно, нужно учитывать и влияние виртуальных пар др. полей). Наличие такого взаимодействия приводит к появлению «поправки» к заряду. Корректно вычислять её физики не умеют, как не умеют и определять «затравочный» заряд. Но поскольку эти две части заряда ни в эксперименте, ни в теор ии не выступают порознь, можно обойти трудность, подставляя на место общего заряда величину, непосредственно взятую из опыта. Эта процедура называется перенормировкой заряда. Перенормировки заряда и массы не решают проблем, возникающих в теор ии точечных частиц, они лишь изолируют эти проблемы на некотором этапе теор ии и (что весьма важно) дают возможность выделить конечные наблюдаемые части из бесконечных значений для некоторых величин, характеризующих физические частицы.

Некоторые следствия:

Гравитационное взаимодействие

«В этой теор ии гравитационное взаимодействие - не фундаментальное взаимодействие, а результат квантовых флуктуаций всех других полей. В настоящее время достигнут большой прогресс в этом направлении...»
Физическая энциклопедия. ГРАВИТАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.

Т.е. гравитационная энерги я поля связана с энерги ей вакуумных флуктуаций. Такой подход позволяет рассматривать гравитационное взаимодействие естественным образом как результат подталкивания полевой средой тел друг к другу. Чтобы возникла гравитационная сила, должна существовать разность давления колебаний поля (вакуума) флуктуационного характера. То, что электромагнитные флуктуации вакуума могут подталкивать тела к сближению, подтверждено экспериментально - эффект Казимира.

«Поскольку любые флуктуации - это колебания вокруг некоторого среднего значения, физический вакуум рассматривается как квантовая система в состоянии с минимальной энерги ей, в среднем равной нулю. Поэтому квантовые флуктуации вакуума часто называют нулевыми колебаниями электромагнитного поля. ... При эффекте Казимира две параллельные пластинки можно рассматривать как резонатор, в котором существуют только те волны, для которых соблюдается условие резонанса: на расстоянии L между пластинками укладывается целое число n полуволн. Максимально возможная длина волн будет при n = 1 - в пространстве между пластинками не могут рождаться виртуальные фотоны с длинами волн, превышающими 2L . Поэтому плотность энерги и нулевых колебаний в зазоре между пластинками меньше, чем снаружи, что и обусловливает притяжение пластинок. ... Эксперименты подтвердили теор ию с точностью до 1%.»

Образование вселенной из ничего Подойдем с такой же меркой к вопросу о возникновении Вселенной "из ничего". Противоречит ли это предположение законам физики? Возможно ли это, можно ли будет (если не сейчас, то в будущем) создать непротиворечивую, правильную теор ию этого, поистине самого грандиозного явления?
...
Начнем с закона сохранения электрического заряда. Ответ лежит на поверхности, он очевиден: нет никакого запрета на рождение электронейтральной Вселенной, т. е. Вселенной, содержащей равное число положительных и отрицательных зарядов. Есть все основания думать, что именно такова наша Вселенная. В противном случае возникли бы сильные электрические поля, которые нарушили бы ее (Вселенной) однородность и изотропию. Итак, Вселенная, скорее всего, строго нейтральна, а значит, вполне могла родиться "из ничего" (без противоречия закону сохранения электрического заряда).
Обратимся к закону сохранения барионного заряда...в окончательной форме закона сохранения барионного заряда: сохраняется разность числа барионов и антибарионов.
...Закон сохранения барионного заряда необычайно важен как для Вселенной в целом, так и для непосредственно окружающего нас современного мира. С учетом этого закона данное количество барионов можно использовать для производства энерги и, только переводя их в наинизшее энергетическое состояние, а именно в ядра железа *. Отсюда следует, что энерги ю можно получить, либо превращая уран в ядра середины таблицы Менделеева, либо превращая водород в железо.
...
Обратимся к закону сохранения энерги и для Вселенной как целого. Напомним, что энерги я покоящейся частицы эквивалентна ее массе, Е = Мс2. Сохранение энерги и покоя - это есть и сохранение массы.
...в замечательной книге Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица "Теория поля" проводилось точное и строго формальное доказательство того, что масса (а значит, и энерги я) замкнутого мира тождественно равна нулю. Предыдущие рассуждения позволяют понять это утверждение наглядно. Отрицательная гравитационная энерги я взаимодействия частей точно компенсирует положительную энерги ю суммы всех частей, всего вещества. Общая теор ия относительности, связывающая тяготение и геометрию, доказывает, что точная компенсация происходит тогда и именно тогда, когда становится замкнутым пространство, в котором находится вещество.

Итак, общая теор ия относительности устраняет последнее препятствие на пути рождения Вселенной "из ничего". Энергия "ничего" равна нулю. Но и энерги я замкнутой Вселенной равна нулю. Значит, закон сохранения энерги и не противоречит образованию "из ничего" замкнутой Вселенной (но именно геометрически замкнутой, а не открытой бесконечной Вселенной).

Термин "вакуум ", как физическое явление - среда, в которой давление газа ниже атмосферного давления.

Количественной характеристикой вакуума служит абсолютное давление. Основной единицей измерения давления в Международной системе (СИ) служит Паскаль (1 Па = 1Н/м 2). Однако, на практике встречаются и другие единицы измерения, такие как миллибары (1 мбар = 100Па) и Торры или миллиметры ртутного столба (1 мм.рт.ст. = 133,322 Па). Данные единицы не относятся к СИ, но допускаются для измерения кровяного давления.

Уровни вакуума

В зависимости от того, на сколько давление ниже атмосферного (101325 Па), могут наблюдаться различные явления, вследствие чего могут использоваться различные средства для получения и измерения такого давления. В наше время выделяют несколько уровней вакуума, каждый из которых имеет свое обозначение в соответствии с интервалами давления ниже атмосферного:

• Низкий вакуум (НВ): от 10 5 до 10 2 Па,
• Средний вакуум (СВ): от 10 2 до 10 -1 Па,
• Высокий вакуум (ВВ): от 10 -1 до 10 -5 Па,
• Сверхвысокий вакуум (СВВ): от 10 -5 до 10 -9 Па,
• Черезвычайно высокий вакуум (ЧВВ):

Данные уровни вакуума в зависимости от области применения разделяют на три производственные группы.

- Низкий вакуум : в основном используется там где требуется откачка большого количества воздуха. Для получения низкого вакуума используют электромеханические насосы лопастного типа, центробежного, насосы с боковым каналом, генераторы потока и т.д.

Низкий вакуум применяется, например, на фабриках шелкотрафаретной печати.

- Промышленный вакуум : термин “промышленный вакуум” соотвествует уровню вакуума от -20 до -99 кПа. Данный диапазон используется в большинстве применений. Индустриальный вакуум получают с помощью ротационных, жидкостно-кольцевых,поршневых насосов и лопастных вакуумных генераторов по принципу Вентури. Область применения промышленного вакуума включает в себя захват присосками, термоформование, вакуумный зажим, вакуумная упаковка и др.

- Технический вакуум : соответствует уровню вакуума от -99 кПа. Такой уровень вакуума получают при помощи двухуровневых ротационных насосов, эксцентриковых роторных насосов, вакуумных насосов Рутса, турбомолекулярных насосов, диффузионных насосов, криогенных насосов и т.д

Такой уровень вакуума используется в основном при лиофилизации, металлизации и термообработке. В науке технический вакуум используется в качестве симуляции космического пространства.

Наивысшее значение вакуума на земле значительно меньше значения абсолютного вакуума, которое остается чисто теоретическим значением. Фактически, даже в космосе, несмотря на отсутствие атмосферы, имеется небольшое количество атомов.

Основным толчком к развитию вакуумных технологий послужили исследования в промышленной области. В настоящий момент существует большое количество применений в различных секторах. Вакуум используется в электролучевых трубках, лампах накаливания, ускорителях частиц, в металлургии, пищевой и аэрокосмической индустрии, в установках для контроля ядерного синтеза, в микроэлектронике, в стекольной и керамической промышленности, в науке, в промышленной роботехнике, в системах захвата с помощью вакуумных присосок и т.д.

Примеры применения вакуума в промышленности

Вакуумные системы множественного захвата "ОКТОПУС"

Вакуумные присоски - общая информация

Вакуумные присоски незаменимый инструмент для захвата, подъёма и перемещения предметов, листов и различных объектов, которые трудно перемещать обычными системами, из-за их хрупкости или риска деформации.

При правильном применении присоски обеспечивают удобство, экономичность и безопасность работы, что является фундаментальным принципом для идеальной реализации проектов автоматизации на производстве.

Продолжительные исследования и внимание к требованиям наших клиентов, позволили нам производить присоски выдерживающие высокие и низкие температуры, абразивный износ, электростатические разряды, агрессивные среды, а так же не оставляют пятен на поверхности переносимых предметов. Помимо этого, присоски соответствуют стандартам безопасности EEC и пищевым стандартам FDA, BGA, TSCA.

Все присоски изготавливаются из высококачественных компонентов методом вакуумного формования и подвергаются антикоррозионной обработке для долгого срока службы. Независимо от конфигурации, все присоски имеют свою маркировку.

Система множественного захвата Октопус

Как лечить боли в спине и ревматические боли в суставах Ферейдун Батмангхелидж

КАК СИЛА ВАКУУМА НАСЫЩАЕТ ДИСК ВОДОЙ

Образование переднего позвоночного пространства и растяжение прочной передней связки, закрывающей промежуток между двумя позвонками, увеличивают силу вакуума , постоянно находящегося между позвонками. Именно она удерживает эти структуры вместе. Сила вакуума в передней части межпозвонкового пространства, которая может быть довольно значительной, является дополнительным фактором, возвращающим диск на место. У этой силы есть еще одна функция: она должна выкачивать воду из окружающих тканей.

Очевидно, что если из диска под давлением «пресса» выжимается драгоценная вода, то такое свойство местного вакуума облегчает и усиливает эффективность осмотического процесса регидратации диска. Логично предположить, что если сила вакуума способствует полному насыщению водой тканей диска (в частности, студенистого ядра) и полному восстановлению его гидростатических свойств, то все эти тонкие процессы включены в схему движения тела.

Возможно, при определенных обстоятельствах, когда данная часть тела начинает обезвоживаться, сила вакуума может запустить процесс газоотделения и закачать в пространство между позвонками газ.

Форма позвоночного столба обсуждалась в начале этой книги. Тогда было сказано, что у нормального позвоночного столба три изгиба (по науке четыре ). В поддержку этого заявления был приведен рис. 1. Также было сказано, что позвоночный столб действует как «сжатая пружина» и обеспечивает полную поддержку головы и ее «мозговой начинки», не позволяя противодействующим силам, возникающим во время движения, передаваться в мозг. Еще было сказано, что позвоночный столб и мышцы, окружающие остистые отростки, действуют как единое целое. Другими словами, мышцы постоянно сокращаются и растягиваются, чтобы удержать туловище в вертикальном положении, в то время как фиброзные пучки и связки прочно удерживают кости на месте.

Рис. 31 . Схема нормального диска с круглым студенистым ядром показывает, что выходящему из межпозвонкового отверстия нерву ничего не мешает

В процессе перехода к прямохождению тазобедренные суставы и таз человека постепенно разворачивались, а нагрузка на диски возрастала. В этих новых условиях тело сумело сохранить минимальный запас прочности. Удерживая вектор силы тяжести, воздействующей на переднюю часть тела, и одновременно поддерживая вертикальное положение туловища за счет мышц спины, телу удалось сохранить минимальное свободное пространство между передними краями позвонков - особенно в поясничном отделе. Другими словами, результирующий вектор силы направляет давление в сторону раскрытого угла, как показано на рис. 24. В результате диск удерживается на месте.

Если этот угол изменится или по причине неправильной осанки раскроется пространство в задней части позвонков, то вектор силы заставит диски и их ядра смещаться назад к спинному мозгу и нервным корешкам, выходящим из межпозвонковых отверстий.

Здесь следует отметить, что в неблагоприятных условиях воздействия на целостность любого диска объектом этого воздействия становится не только один конкретный диск.

Разумеется, основная причина болезненных симптомов заключается в одном диске, но послеоперационные проблемы, с которыми приходится сталкиваться очень часто, свидетельствуют о том, что патологическим изменениям подвергается не только тот диск, на котором проводилась операция.

На рис. 31 представлена примерная схема расположения здорового диска с круглым и упругим ядром, при котором выходящему нерву обеспечен свободный и беспрепятственный проход, а спинному мозгу - удобное положение в канале.

Рис. 32. Схема, показывающая, что в результате длительного закрытия переднего угла межпозвонкового пространства нерв оказывается прижатым к костной стенке межпозвонкового отверстия

На рис. 32 показана такая же схема, но с противоположным направлением раскрытого угла.

Вектор силы, воздействующей на диск, смещает его в сторону нервного корешка и спинного мозга. В зависимости от типа и длительности давления диск может уменьшиться в размерах и заставить заднюю связку надавить на нерв или на спинной мозг так сильно, что это вызовет боль или слабость в мышцах ноги. В некоторых случаях может произойти разрыв фиброзного кольца и выпадение мягкого ядра со всеми вытекающими последствиями.

Если диск теряет твердость, а ядро не поглощает основную часть давления, то фиброзному кольцу диска приходится принимать на себя повышенную нагрузку возникающих сил. Этот процесс может быть усугублен сцепляющими свойствами вакуума в тех ситуациях, когда при внезапном движении позвоночника верхний и нижний позвонки расходятся, и одна часть кольца может потянуться за верхним позвонком, а другая за нижним, что чревато появлением надрывов.

Рис. 33. На этой схеме показан эффект раскрытия переднего корректирующего угла, когда передняя продольная связка растягивается и действует как тетива лука, оттягивая прикрепленный к ней диск. В то же время в анатомическом пространстве возникает вакуум, который всасывает воду и тем самым способствует восстановлению гидравлических свойств ядра диска. Такая коррекция воздействует на все сместившиеся диски.

На рис. 33 представлена схема корректирующего процесса, когда раскрываются передние межпозвонковые пространства. Корректирующее воздействие раскрытия переднего угла межпозвонковых пространств приносит пропорциональную пользу всем межпозвонковым дискам данного отдела.

Цель этой схемы - проиллюстрировать тянущее усилие связки, соединенной с передним краем диска, а также процесс появления свободного пространства между телами позвонков и диском, который генерирует силу вакуума. Этот вакуум помогает диску вернуться в исходное положение и, кроме того, всасывает в пространство воду, способствуя более быстрому насыщению ядра водой, чем под воздействием осмотических сил. Существует гипотетическая возможность того, что этот вакуум способен инициировать возвращение содержимого студенистого ядра в первоначальное положение, даже если часть его уже вытекла через разрыв. Облегчение боли свидетельствует о том, что возможность обратного втягивания студенистой массы вполне реальна.

Приведенные выше объяснения создают однозначное представление об условиях, которые вызывают проблемы с дисками и патологические процессы, связанные с уменьшением дисков.

Давайте подытожим основные моменты проведенного обсуждения.

Во-первых , вода, содержащаяся внутри диска, особенно в его ядре, обеспечивает эффективность диска как опорного, буферного, суставного анатомического органа, входящего в структуру позвоночного столба. Во-вторых , постоянное давление сжимает диск и уменьшает количество содержащейся в нем воды. В-третьих, постоянная сила, действующая на диск под углом, генерирует значительное усилие, направленное в сторону раскрытого угла и заставляющее диск перемещаться в эту сторону. В-четвертых , постоянный тонус группы мышц, окружающих позвоночный столб, отвечает за удержание туловища в вертикальном положении и сохранение раскрытого угла в передней части межпозвонкового пространства, предотвращая смещение диска в результате неравномерного давления па него. В-пятых , увеличение зазора между передними кромками позвонков способствует возвращению диска на место путем непосредственного оттягивания тела диска с помощью прикрепленной к нему связки, а также под воздействием силы вакуума. Этот вакуум не только оттягивает содержимое диска, но и всасывает в свободное пространство воду, тем самым обеспечивая насыщение диска водой с большей скоростью, чем осмотические свойства ядра. И, наконец, такое возвращение и регидратация диска абсолютно необходимы для уменьшения давления веса на межпозвонковые суставы и заднюю часть тела позвонков (что со временем может привести к образованию костных шипов), а также для уменьшения давления на нервную ткань, расположенную рядом со смещенным назад диском или его ядром.

Исходя из сказанного, если мы желаем добиться облегчения боли, вызванной смещением диска, то нам в первую очередь нужно убедиться, что наш организм оптимально насыщен водой и что эта вода может покинуть основные системы кровообращения, чтобы насытить ядро диска.

Кроме того, мы должны позаботиться о том, чтобы передний угол межпозвонкового пространства был раскрыт как можно шире до тех пор, пока не закончатся корректирующие процессы восстановления свойств диска и его возвращения на место. Поскольку развитие и созревание клеток костного мозга и кроветворных клеток в теле позвонков зависят от «свободной воды», то в условиях общего обезвоживания организма приоритет потребностей этих клеток будет выше, чем у диска. Если во время общего обезвоживания организма из диска будет выдавлена вода, то эта вода поступит в костный мозг позвонков через маленькие отверстия в их плоских поверхностях, которые соприкасаются с дисками, расположенными сверху и снизу. В таком случае потерянную воду вряд ли удастся вернуть в объеме, необходимом для полной регидратации ядра диска.

Из книги Оздоровление сосудов и крови автора Ниши Кацудзо

Оздоровление водой Важнейшие Энергии Жизни - Вода, Огонь, Земля, Воздух - наши главные целители, наши доктора, которые могут оказать ни с чем не сравнимую помощь - помощь самой Природы.Очищающие способности воды заложены в ее природе. Люди с давних пор использовали ее в

Из книги Клинические лекции по офтальмологии автора Сергей Николаевич Басинский

Глава 13 Заболевания зрительного нерва. Застойный диск зрительного нерва Клиническая картина описана Грефе в 1860 г. В настоящее время наиболее распространена ретенционная теория развития застойного диска Бэра (1912). Зрительный нерв имеет оболочки, которые являются

Из книги Глазные болезни автора Лев Вадимович Шильников

35. Застойный сосок (диск) зрительного нерва Причины возникновения застойного диска – объемные процессы в головном мозге, которые ведут к повышению внутричерепного давления: опухоли, абсцессы мозга, гуммы, туберкулемы, цистицеркоз, менингиомы, гидроцефалия, травмы

Из книги Глазные болезни: конспект лекций автора Лев Вадимович Шильников

3. Застойный сосок (диск) зрительного нерва (papillitis oedematosa s. oedema papillae n. optici) Причины возникновения застойного диска – объемные процессы в головном мозге, которые ведут к повышению внутричерепного давления: опухоли, абсцессы мозга, гуммы, туберкуле-мы, цистицеркоз,

Из книги Энергетика воды. Расшифрованные послания кристаллов воды автора Владимир Киврин

Оздоровление водой Очень важно, что для восстановления здоровья не имеет значения возраст – пять лет, двадцать или восемьдесят пять. Если пить талую воду даже время от времени, то организм стареет медленнее, человек сохраняет бодрость и активность, острый ум до глубокой

Из книги Как лечить боли в спине и ревматические боли в суставах автора Ферейдун Батмангхелидж

ДИСК Между позвонками расположены мягкие диски, как бы уплотняющие швы. Диски разделяют позвоночный столб и принимают на себя толчки; они также способны вращаться, что позволяет позвонкам изменять свое положение относительно друг друга (рис. 1).Фундаментальный закон

Из книги Естественное очищение сосудов и крови по Малахову автора Александр Кородецкий

ГЛАВА 5 ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИ ВОЗНИКАЮЩЕГО ВАКУУМА В МЕЖПОЗВОНКОВЫХ ПРОСТРАНСТВАХ ПРИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ ТЕЛА НАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ ЗАПАТЕНТОВАННОГО АВТОРОМ КОМПЛЕКСА СПЕЦИАЛЬНЫХ УПРАЖНЕНИЙЧтобы повысить образовательную ценность этого пособия, а также

Из книги Правила очищения автора Ниши Кацудзо

СИЛА ПЕРИОДИЧЕСКИ ВОЗНИКАЮЩЕГО ВАКУУМА В МЕЖПОЗВОНКОВЫХ ПРОСТРАНСТВАХ ПРИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ ТЕЛА НАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ КОМПЛЕКСА СПЕЦИАЛЬНЫХ УПРАЖНЕНИЙЭто пособие по самолечению основано на знании физиологии, анатомической логики и законов физики. Оно станет для

Из книги Очищение водой автора Даниил Смирнов

ЧТО ТАКОЕ ДИСК И ДЛЯ ЧЕГО ОН НУЖЕН? Из рис. 3 и 4 вы получите представление о расположении и взаимоотношениях дисков и позвонков. Диски состоят из мягкого студенистого ядра, окруженного по краям очень прочной волокнистой хрящевой оболочкой, фиброзным кольцом. Волокна

Из книги Восточный путь самоомоложения. Все лучшие техники и методики автора Галина Алексеевна Серикова

Очищение водой Эффективным средством приостановки старения сосудов служит структурированная вода. Но помните, что простояв 12 часов и более после размораживания, она теряет активность и по своему воздействию на сосуды уже ничем не отличается от водопроводной

Из книги Гипотония автора Анастасия Геннадьевна Красичкова

Очищение водой Благодаря чистоте мыслей, произнесению добрых слов, молитв, мантр человек способен поправить здоровье и сделать окружающую среду благоприятной для проживания. Поэтому пить воду и другие напитки в раздраженном состоянии – только портить собственное

Из книги автора

Очищение водой Способ 1Очищать печень водой начали несколько веков назад, и до сих пор этот метод пользуется успехом. Каждое утро ровно в семь часов, лежа в кровати, выпивать стакан кипяченой воды комнатной температуры. Вставать через 10–15 минут после приема воды. Курс

Из книги автора

Очищение водой Налить в стеклянный стакан 50 миллилитров чистой теплой кипяченой воды (четверть стакана). Взять стакан в руки и говорить, что вы благодарите свои почки, что они постепенно очищаются от ненужных веществ, что вы любите их и чувствуете, как они наполняются

Из книги автора

Очищение водой Воде дана волшебная власть Стать соком жизни на Земле. Леонардо да Винчи Мы приходим в этот мир абсолютно чистыми и должны стараться блюсти чистоту своего тела на протяжении всей жизни. Нежелание заботиться о чистоте есть неуважение к себе, нелюбовь к

Из книги автора

Упражнение 3. Кати-чакрасана (от санскр. kati – «талия» и cakra – «колесо, диск») – «вращение талией» Исходное положение: встать прямо, ноги на ширине плеч, вытянуть правую руку вперед так, чтобы она заняла горизонтальное положение, а левую руку согнуть таким образом, чтобы

Из книги автора

Закаливание водой Закаливание водой – один из самых простых и доступных методов тренировки сосудов и профилактики гипотонии, его можно практиковать практически ежедневно и в любом возрасте (разумеется, при отсутствии противопоказаний). Существует несколько способов

В конце мая прошлого года многие популярные газеты пестрели заголовками: «Ученые получили энергию из вакуума!». Владельцы вакуумных насосов радостно потирали руки и в мечтах уже видели себя новыми олигархами. Однако даровой энергии из вакуума на рынке пока не появилось.

В 1948 году голландские физики-теоретики Хендрик Казимир и Дирк Полдер в поисках объяснения свойств коллоидных пленок рассмотрели взаимодействие молекул, поляризующих друг друга электромагнитными силами. Оказалось, что сила притяжения поляризуемой молекулы к металлической пластинке обратно пропорциональна четвертой степени расстояния между ними.

Но этим дело не закончилось. Казимир обсуждал свои выводы с Нильсом Бором, и тот заметил, что притяжение можно объяснить и совершенно иначе. Тогда уже было доказано, что виртуальные частицы физического вакуума влияют на энергетические уровни внутриатомных электронов (лэмбовский сдвиг). По мнению Бора, вычисленный Казимиром эффект мог иметь точно такую же природу. Казимир произвел соответствующие расчеты и получил ту же самую формулу.

Эффект Казимира

В том же году Казимир предложил простой и наглядный пример силового воздействия вакуума. Представим себе две плоские проводящие пластины, расположенные параллельно. Плотность виртуальных фотонов между ними будет меньшей, нежели снаружи, поскольку там смогут возбуждаться лишь стоячие электромагнитные волны строго определенных резонансных частот. В результате в пространстве между пластинами давление фотонного газа окажется меньше давления извне, из-за чего они будут притягиваться друг к другу, причем опять-таки с силой, обратно пропорциональной четвертой степени ширины щели (при сближении пластин набор допустимых частот стоячих волн сокращается, так что различие плотности «внутренних» и «внешних» фотонов возрастает). Реально такое притяжение становится заметным на расстоянии нескольких микрометров. Это явление и получило название эффекта Казимира.

С современной точки зрения
именно вакуумные флуктуации порождают силовые взаимодействия между молекулами. Поэтому они проявляют себя при сближении тел различной формы (не обязательно плоских), изготовленных из металлов или диэлектриков. Первыми это полвека назад выяснили сотрудники теоротдела Института физических проблем Евгений Лифшиц, Игорь Дзялошинский и Лев Питаевский. Они же показали, что при определенных условиях на смену казимировскому притяжению приходит отталкивание. Достоверное экспериментальное подтверждение существования такого притяжения было получено в 1997 году Стивом Ламоро, Умаром Мохидином и Анушри Роем. Казимировские силы отталкивания впервые экспериментально измерила в 2009 году группа под руководством Джереми Мандэя.

Движущиеся зеркала

В 1970 году физик из американского Университета Брандейса Джеральд Мур опубликовал статью, где теоретически рассмотрел поведение вакуума в полости, ограниченной двумя сближающимися или расходящимися плоскопараллельными зеркалами. Он показал, что такие зеркала могут усилить вакуумные флуктуации... и заставить их породить реальные фотоны. Однако, согласно расчетам Мура, для генерации фотонов в сколь-нибудь заметных количествах зеркала должны иметь релятивистскую скорость. В конце 1980-х проблема «раскачки» вакуумных флуктуаций заинтересовала многих ученых. Ее теоретический анализ показал, что вакуум способен рождать реальные фотоны не только около материальных тел, обладающих субсветовой скоростью, но и вблизи материалов, быстро изменяющих свои электрические или магнитные свойства. Такое превращение виртуальных вакуумных флуктуаций в реальные кванты назвали динамическим, или нестационарным, эффектом Казимира.

Виртуальное зеркало, реальные фотоны

Обычный эффект Казимира заключается в притяжении двух плоских параллельных пластин за счет «селекции» резонансных стоячих волн между ними. Динамический эффект предполагает «развиртуализацию» фотонов при быстром (релятивистском) движении зеркал. Понятно, что чисто механическим способом повторить такую схему невозможно, поэтому группа из Университета Чалмерса в Гетеборге использовала «виртуальные» зеркала - с помощью колебаний магнитного поля они изменяли длину волновода, что аналогично движению его границы с релятивистскими скоростями.

До недавнего времени эти исследования ограничивались чистой теорией. Прямое воспроизведение схемы Мура, разумеется, не под силу современным технологиям, которые не умеют разгонять зеркала из любых материалов до субсветовых скоростей. В научной литературе неоднократно обсуждались более практичные устройства для наблюдения динамического эффекта Казимира - например, пьезоэлектрические вибраторы и высокочастотные электромагнитные резонаторы. В последние годы физики, работающие в этой области, утвердились во мнении, что эти эксперименты вполне осуществимы.

Проверка на практике

Первыми успеха добились Кристофер Уилсон и его коллеги по Технологическому университету Чалмерса в шведском городе Гетеборге вместе с коллегами из Австралии и Японии. «Овеществление» виртуальных фотонов происходило около волновода из алюминия, подключенного к сверхпроводящему квантовому интерферометру (два джозефсоновских туннельных перехода, параллельно соединенных в замкнутый контур). Экспериментаторы изменяли индуктивность этого контура, пропуская через него магнитный поток, осциллирующий с частотой порядка 11 ГГц. Колебания индуктивности сказывались на электрической длине волновода, которая осциллировала с вполне релятивистской скоростью (около четверти скорости распространения электромагнитных волн в волноводе, которая примерно равнялась 40% скорости света в вакууме). Волновод, как и ожидалось, излучал фотоны, извлеченные из вакуумных флуктуаций. Спектр этого излучения соответствовал теоретическим предсказаниям.

Однако использовать эту установку для получения энергии из вакуума невозможно: энергия полученного излучения неизмеримо слабее мощности, которую приходится закачивать в прибор. Это же справедливо и для прочих устройств, которыми можно воспользоваться для наблюдения динамического эффекта Казимира. В общем, вакуум - это вовсе не нефтеносный слой.