Новости физики

Новости науки 22.06.02. Магнитный эффект Казимира

Немецкий ученый П.Бруно показал, что наряду с широко известным обычным эффектом Казимира должен существовать и магнитный эффект Казимира, точнее говоря, должно существовать магнитное взаимодействие между двумя ферромагнитными пластинами, обусловленное эффектом Казимира.

Эффект Казимира связан с изменением спектра нулевых колебаний при появлении определенных граничных условий (конечности объема квантования); в своей пионерской работе в 1948 г. Казимир показал, что вследствие существования флуктуаций электромагнитного поля две параллельные незаряженные проводящие пластины, помещенные в вакуум, будут притягиваться. Несмотря на то, что притяжение между пластинами достаточно мало и проявляется лишь при достаточно малых расстояниях (менее микрона), эффект Казимира может создать значительные трудности для развития микромеханики, так что он представляет не только"чисто академический" интерес.

В недавней работе, опубликованной в Physical Review Letters, исследователь из института физики микроструктур в Галле П.Бруно предсказывает, что эффект Казимира должен приводить к появлению нового вида магнитного> взаимодействия между двумя ферромагнитными пластинами. Присутствие ферромагнитных пластин должно вызывать дополнительное изменение граничных условий для электромагнитного поля за счет магнитооптического эффекта Керра. Вследствие этого между пластинами должно появляться магнитное взаимодействие, причем, в отличие от остальных видов магнитных взаимодействий (диполь-дипольного, обменного), сила которых экспоненциально падает с расстоянием, для"казимировского" магнитного взаимодействия должен иметь место степенной закон - при больших расстояниях сила, действующая на пластины, будет обратно пропорциональна пятой степени расстояния. Таким образом, на больших расстояниях такое взаимодействие между ферромагнитными пластинами должно являться наиболее сильным из всех видов магнитных взаимодействий.

Рис.1. Принципиальная схема установки для магнитной силовой микроскопии.

Притяжение между двумя ферромагнитными пластинами, однако, должно быть на несколько порядков меньше, чем притяжение между металлическими пластинами в случае обычного эффекта Казимира. Поскольку даже в последнем случае экспериментальная проверка не столь уж и проста (см. новость от 07.02.02), может возникнуть вопрос - удастся ли почувствовать магнитный эффект Казимира в эксперименте. П.Бруно полагает, что несмотря на малость эффекта, уже в настоящее время имеется возможность зарегистрировать его с помощью магнитной резонансной силовой микроскопии (по своей идее эта методика напоминает метод, использовавшийся для измерения силы взаимодействия между двумя металлическими пластинами в работе, описанной в новости от 07.02.02, - рис.1, только на образец на кантилевере действует переменное магнитное поле).

1. P.Bruno. Phys.Rev.Lett., v.88, 240401 (2002).