ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Роман Романович / Запись

ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ИЗОБРЕТАЕМ?

26.07.2007
11:46
То, что многие безоговорочно верят в закон сохранения энергии, это факт. Но насколько эта вера соответствует знаниям?
В обсуждении эффекта Казимира на «Элементах» http://elementy.ru/blogs/users/sh18/5857/ прозвучало, что если сила зависит от положения, то она потенциальна. Это меня и удивило, так это не имеет никакого отношения к потенциальности сил! Потому что условие потенциальности сил dFx/dz=dFz/dx , при движении в плоскости zx. Смотрите рисунок. Все сказанное будет справедливо и для трехмерного движения. Нижнее зеркало совпадает с плоскостью ху. Верхнее находится на расстоянии z от нижнего. В этом случае сила Казимира Fz между ними будет равна pihсxy/480z^4. Где pi число пи, h-постоянная Планка, c-скорость света, z-расстояние между зеркалами. Если принять, что силы Казимира потенциальны, то в этом случае должна существовать боковая сила Fx = Fzy/3x. Но что-то мне не известно о том, что есть такая боковая сила! Единственное, что нашел о боковой силе:
«...Мохиден (Mohideen) и его группа (Калифорния), используя деформированные поверхности, недавно показали, что такие поверхности также испытывают "боковую" силу Казимира, которая действует не в перпендикулярном, а в параллельном направлении по отношению к зеркалу. Для экспериментов они приготовили специальные зеркала, поверхности которых были синусоидально искривлены. Затем они двигали зеркала таким образом, чтобы пик одного из зеркал проходил последовательно через пики и "минимумы" второго зеркала. Было обнаружено, что боковая сила Казимира меняется синусоидально с разностью фаз между двумя "волнами". Величина силы оказалась в 10 раз меньше, чем она была бы в случае "нормальных" зеркал, разнесенных на такое же расстояние...»
http://www.astronet.ru/db/msg/1180311/index.html#2
Как видим, для обнаружения боковых сил пришлось изгибать зеркала! Но в нашем случае сила должна присутствовать при прямых зеркалах! При расстоянии z между зеркалами в 100 нм., и перекрытии по x в 10 нм боковая сила будет больше прямой уже в три раза!
При отсутствии боковой силы или, что более точно, нарушения равенства dFx/dz=dFz/dx, эффект Казимира, основной смысл которого, наличие отрицательной энергии вакуума между зеркалами, откуда и возникает сила притяжения между ними Fz=dE/dz, прямо говорит о том, что возможно нарушение закона сохранения энергии! И можно изобретать ВД!
Единственная возможность сохранить закон сохранения энергии, это допустить, что в динамике происходит адекватный обмен энергией между зеркалами и тепловыми электронами. А это уже новое термодинамическое явление. Указаний на то, что оно есть, я не встречал.

Другое объяснение, которое интерпретирует силы Казимира как проявление поляризации дано в http://elementy.ru/blogs/users/rykov/3653/
В этом случае невозможна даже сама постановка проблемы! Так как потенциальность электромагнитных сил доказана. И энергия берется из поляризации атомов. Но тогда получается, что распространенная интерпретация эффекта Казимира от лукавого?

Какие дополнения будут?
Иллюстрации :
[1]
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

26.07.2007 12:59#
seasea
Вечный двигатель, изобретаем?
Странное у вас определение потенциальности сил. Это по сути означает, что элементарные работы dAz=dAx, что вовсе не обязательно. Про боковую силу толком ничего не известно. Так что строить ВД на Казимире рановато. Найдется какая-нибудь "боковая сила Казимира", так что работа по замкнутой траектории будет нулевой.
26.07.2007 13:27#
Вечный двигатель, изобретаем?
"...Странное у вас определение потенциальности сил..."

Это не мое определение, это стандартное физическое определение, обязательного условия потенциальности сил. Я не виноват, если вы его не знаете. И оно совсем не означает, что dAz=dAx.

А кто искать будет? Ищут, но нет результатов или примеров! Сама идея зависимости от геометрии, толкает на другой вариант ВД.
26.07.2007 14:48#
seasea
Вечный двигатель, изобретаем?
Интересно, формула для Казимировской силы выведена для бесконечно больших зеркал. А что будет с конечными, т.е. когда d~L? В формулу не входит также толщина зеркала. А если это пленка микронных (нано :-)) размеров? И вообще, как ведет себя одиночная молекула вблизи зеркала? Действует ли эта сила между двумя одиночными молекулами, или она перерождается в этом случае в силу Ван-дер-Ваальса?
26.07.2007 15:13#
spark
Вечный двигатель, изобретаем?
Сила Казимира была недавно посчитана для произвольных компактных объектов, см статью Arxiv:0707.1862.

Вообще сила Казимира это и есть по сути вандерваальсова сила.
26.07.2007 16:03#
Вечный двигатель, изобретаем?
Как то вас уже поправляли, они абсолютно разные по своим физическим основам! Сила Казимира появляется при отсутствии определенных частот нулевых колебаний вакуума между пластинами.
26.07.2007 16:32#
spark
Вечный двигатель, изобретаем?
Вы ошибаетесь.
26.07.2007 17:07#
Вечный двигатель, изобретаем?
"...Суть этого эффекта заключается в поляризации вакуума квантовых полей, которая возникает вследствии изменения спектра вакуумных колебаний при ограничении объема квантования или при отличии топологии пространства от евклидовой.

...В некоторых задачах сила Казимира может рассматриваться как частный или предельный случай молекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил...."
В.М.Мостепаненко, Н.Я.Трунов.
УФН №11 1988г.

Согласны?
26.07.2007 21:02#
spark
Вечный двигатель, изобретаем?
Прочитайте внимательно введение в этой статье.
26.07.2007 22:40#
Вечный двигатель, изобретаем?
Прочитал.

"....Эффект Казимира может быть истолкован как проявление ван-дер-ваальсовых сил молекулярного притяжения на больших расстояниях, когда становится существенным учет запаздывания электромагнитного взаимодействия..."

А может быть и не истолкован. Кому как нравится, но обращаю внимание на принципиальный, качественный скачок объектов описания, и базовых сил.

Межмолекулярное взаимодействие (ван-дер-ваальсовое) имеет электрическую природу и складывается из ориентационных, индукционных и дисперционных сил.
Впервые стал учитывать Я.Д.ван дер Ваальс в !873 году. Описываются формулой Леннарда-Джонса U/k=(r/r0)^-12-(r/r0)^-6. или формулой Букингема U=-a (r/r0)^-6+B exp(-Cr)
БЭС Физика.

"....Эффект Казимира связан с возможной неевклидовостью топологии пространства-времени...
....В топологически нетривиальных пространствах спектр нулевых колебаний отличается от случая пространства Миньковского, вследствие чего возникает ненулевая вакуумная плотность энергии....

...Эффект Казимира оказался весьма существенным в физике адронов при построении модели мешков..
....актуальны применения эффекта Казимира в суперсиметричных теориях поля типа Калуцы-Клейна..."

Где здесь молекулярные (ван-дер-ваальсовые) силы?
Если не убедил, то каждый останется при своем мнении, мы просто смотрим на один и тот же забор с разных сторон.
07.08.2007 07:24#
seasea
Вечный двигатель, изобретаем?
Вот вчерашнее сообщение о левитации на эффекте Казимира. Может кто нибудь дать комментарии?
07.08.2007 09:06#
Вечный двигатель, изобретаем?
http://www.astronet.ru/db/msg/1196158/text#C4
4. Оптика и электромагнетизм
Одним из достижений 2003 г. в оптике признаны материалы с отрицательным коэффициентом преломления. После трех лет споров физики согласились, что существование таких сред не вызывает нарушения фундаментальных законов сохранения. В веществе с такими свойствами луч преломляется не в том направлении, а скорость распространения электромагнитных волн формально превышает скорость света.

P.S. Как мне кажется эту новость еще "непереварили". Само по себе нарушение постулата ОТО много значит.
07.08.2007 09:35#
seasea
Вечный двигатель, изобретаем?

Макроскопическая аналогия силы Казимира:

"Этот эффект сил природы могли наблюдать в средние века и моряки. Например, когда два корабля, раскачивающихся из стороны в сторону в условиях сильного волнения, но слабого ветра, оказывались на расстоянии меньше приблизительно 40 метров, в результате интерференции волн, в пространстве между кораблями прекращалось волнение. Спокойное море между кораблями создавало меньшее давление, чем волнующееся с внешних сторон. В результате возникала сила, стремящаяся столкнуть корабли. В качестве контрмеры, руководство по мореплаванию начала 1800-х рекомендовало обоим кораблям посылать по шлюпке с 10 − 20 моряками, чтобы расталкивать корабли."

07.08.2007 10:00#
putnik
Вечный двигатель, изобретаем?
> Макроскопическая аналогия силы Казимира: ...

Я так понимаю, что без колебаний в среде вокруг объекта, сила Казимира "не работает"...

Интересно, ЧТО и С КАКОЙ СИЛОЙ (с какой частотой и амплитудой), по мнению журналистов "Комсомолки", собираются колебать вокруг человека ученые из Англии, чтобы поднять его в воздух?? :-)))
07.08.2007 10:10#
Вечный двигатель, изобретаем?
А про НЛО читали? Стабильным признаком у них является мощное электромагнитное СВЧ излучение. Не в этом ли вся суть? Техническое устройство "магнитный монополь" как раз требует большой мощности СВЧ колебаний в контуре. При этом, по предварительным расчетам, несоблюдается закон сохранения импульса.
07.08.2007 10:37#
putnik
Вечный двигатель, изобретаем?
> А про НЛО читали? Стабильным признаком у них является мощное электромагнитное СВЧ излучение. Не в этом ли вся суть?

Вы думаете, что те технические принципы, что заложены в НЛО (если оно существует), можно применить и к отдельно взятому человеку? :-)
С такой ма-а-аленькой атомной батарейкой в кармане... :-)

PS: Хотя, чего в будущем может и не быть...
07.08.2007 11:02#
Вечный двигатель, изобретаем?
Человек в таком поле без защиты не выживет.
07.08.2007 11:42#
putnik
Вечный двигатель, изобретаем?
> Человек в таком поле без защиты не выживет.

Вот и я, прочитав предложенную (seasea) статью в "Комсомолке", подумал, что человек сам по себе еще не скоро полетит... :-)
07.08.2007 10:01#
Вечный двигатель, изобретаем?
"..Находка шотландских ученых может позволить поднимать в воздух небольшие объекты, однако, по мнению экспертов, это только начало. В дальнейшем, возможно, станет доступным поднимать в воздух и людей.

По мнению доктора Филбина, для того чтобы поднять в воздух человека придется еще немало поработать над технологией парения..."

Мне кажется, что об этом пока рано говорить. Это будет возможно только в том случае если научимся управлять свойствами вакуума, темпом времени или метрическими свойствами пространства.

А макроскопические аналоги говорят, что сила Казимира вполне может оказаться не потенциальной. То, что среднее значение энергии вакуума равно нулю, не запречает отщипнуть кусочек энергии от вакуума. Просто у него увеличится отрицательная энергия, формального нарушения закона сохранения энергии нет. Поэтому считаю, что необходима проверка потенциальности сил, догматические постулаты здесь неуместны.

P.S. То, что среднее значение энергии вакуума нуль, недоказано.
26.07.2007 15:58#
Вечный двигатель, изобретаем?
По идеи, она станет прозрачной и сила уменьшится. Были такие расчеты, все совпадает как будто.
23.08.2007 18:46#
Вечный двигатель, изобретаем?
Вот еще, "...если мы научились извлекать энергию, запасенную не только в нефти, но и в атомном ядре, то почему бы не попробовать черпать ее из бездонных вакуумных колодцев. Действительно, такие эксперименты проводятся. Вы, конечно, понимаете, что речь в данном случае идет не о создании практических устройств типа печки или реактора, а об исследовании принципиальной возможности использования этой энергии".
E.Л. Румянцев, «Эффект Казимира или проблема вакуума».

"...В случае пластин она всегда действует перпендикулярно их плоскости. В 1997 году физик из Массачусетского технологического института М. Кардар предположил, что, если две пластины сделать рифлеными, можно заставить силу Казимира действовать вдоль поверхности, пластины будут не притягиваться, а смещаться, чему можно найти полезное применение. И последний по времени эксперимент, выполненный в лаборатории Мохидина, подтвердил это. Экспериментаторы поместили две гофрированные золотые пластины в вакуум на расстоянии несколько сотен нанометров, совместив их выпуклости и вогнутости. Когда пластины немного сместили, появилась сила, возвратившая их в исходную позицию. Так впервые физики заставили "работать" вакуум с его виртуальными частицами. Продольная сила Казимира очень слаба (в эксперименте она составила несколько пиконьютонов) и быстро убывает с расстоянием."
http://nauka.relis.ru/16/0212/16212147.htm
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2783

Всего записей
и комментариев: 50262

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 16

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия