محاسبه ی نیروی کازیمیر وارد بر استوانه ای غوطه ور در سیال رانده شده از تعادل
چکیده
نیروی کازیمیر نیروی جاذبه ای است، بین دو صفحه کاملا فلزی بدون بار، در خلاء. این نیرو در سال 1948 توسط کازیمیر محاسبه شده است. دقت بالایی برای اندازه گیری نیروی کازیمیر لازم است، چراکه این نیرو در واحد سطح، وقتی دو صفحه در فاصله یک میکرومتر قرار دارند، از مرتبه 1.3mpa است. اخیرا توانسته اند نیروی کازیمیر را با دقت بالایی اندازه کیری کنند. با توجه به اینکه نیروی کازیمیر در مقیاسهای میکرومتر (یا نانومتر) انداره قابل توجهی دارد، نقش مهمی در ساختن میکرو (و یا نانو)ماشینها بازی می کند. اثر کازیمیر در حقیقت ناشی از افت و خیز میدان الکترومغناطیسی خلاء کوانتومی است. با توجه به چگونگی بوجود آمدن این نیرو، یعنی تغییر افت و خیزهای کوانتومی در اثر وجود شرایط مرزی، می توان انتظار داشت که نیروهای کازیمیر به وسیله افت و خیزهای حرارتی نیز القا شوند. اخیرا نیروهای گرمایی کازیمیر در آزمایشگاه اندازه گیری شده اند. در سال 2003 پژوهشی در مورد برهمکنشهای موثر بین دو صفحه غوطه ور در یک سیال پیچیده، که به وسیله یک چشمه خارجی از حال تعادل خارج شده است، انجام شده است. محاسبات نشان می دهد که با تغییر چشمه می توان دامنه، علامت و محدوده اثر نیروی کازیمیر را تنظیم کرد. با توجه به اهمیت این موضوع و اینکه نیروی کازیمیر به هندسه مساله به شدت وابسته است، به ارزیابی نیروی کازیمیر برای شرایط مرزی استوانه ای می پردازیم. در این پژوهش نیروی وارد بر یک استوانه غوطه ور در یک سیال که به وسیله چشمه خارجی از حالت تعادل خارج شده است را به دست می آوریم. مشاهده می کنیم که نیروی به دست آمده نیز با تغییر منبع خارجی قابل تنظیم است.
