EFFET CASIMIR

-effet Casimir

DEFINITION
Si 2 plaques isolantes sont face à face à très faible distance (l), dans un milieu ordinaire: il n’y a pas d’effet particulier

Mais si les 2 plaques sont conductrices (dans les mêmes autres conditions): il y a apparition d'une force entre elles; c'est l'EFFET CASIMIR

Il est dû à la fluctuation de l'énergie du milieu universel (dite Energie du vide)qui laisse apparaître là une partie de son énergie,non mesurable par ailleurs.

Le même phénomène a lieu s'il y a le vide. entre les plaques

Lesdites fluctuations ne sont perceptibles que si leur longueur d’onde est sous-multiple de la distance (l) entre plaques.

La force d'attraction entre les plaques est  F = 2p.h.c.S / 480. l4

S(m²) est la surface des plaques, l(m) est leur espacement et 1/480 est un facteur constant, dit constante de Casimir

Donc l'énergie volumique correspondante est (comme le volume entre les plaques est

= S x l )      p =  F / S = 2p.h.c / 480. l4  (équivalant à une pression)

 

APPLICATIONS

-cas de l'univers

Dansune application réelle de la formule, la distance interplaques(l)  est de 1,2.10-5 mètre  et la surface S des plaques = 1 m² on relève que

F / S = (6,63.10-34).(3.108) / (480).(1,2.10-5)4 = 2.10-8  N/m² 

Ceci permet de vérifier la valeur de l'énergie totale de l'univers quil a ici une énergie volumique de 2.10-8  N/m² et comme son volume est de 1,7.1079 m3, le produit donne 3,5.1071 Joules)

 

-autres exemples

La force de Casimir est égale à la force de gravitation, à température normale, quand on a des plaques parfaitement conductrices d'une épaisseur de 1mm et distantes de l = 1 micromètre

La force peut être attractive ou répulsive, en fonction des indices de réfraction des 3 composants où circulent les photons (les 2 plaques jouant le rôle de miroirs de part et d'autre du milieu intermédiaire)

 

-cas de très faible espacement

La force de Casimir est (entre 0 et 300°K ) F = 10-27 S / l4

avec S = surface des plaques et l(m) la largeur de gap (bande d'énergie intra-atomique interdite , soit quelques angströms)

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