Was hat der Casimir Effekt mit der Heisenbergschen Unschärferelation zu tun?
Hallo, ich muss am Mittwoch einen Vortrag über die Heisenberg'sche Unschärferelation halten und würde gerne den Casimir Effekt (das anziehen von 2 Platten im Vakuum) miteinbeziehen. Jedoch habe ich bisher im Internet nicht gefunden wie genau die Unschärferelation mit dem Casimir Effekt zusammenhängt.
Falls jemand noch ein besseres/anderes Experiment oder ähnliches kennt, was die Unschärferelation betrifft, dann gerne auch noch dazu schreiben. Bisher habe ich den Einzelspaltversuch und das Heisenberg'sche Mikroskop.
Vielen Dank im Voraus für jede Antwort!
4 Antworten
https://arxiv.org/pdf/1902.02414.pdf
In grober Vereinfachung gesagt, begrenzt der Abstand zwischen den Platten den Raum für virtuelle Photonen der Nullpunktenergie unter deren Ortsunschärfe, so dass die Nullpunktenergie zwischen den Platten geringer ist als außerhalb. Druck ist Energiedichte, daraus ergibt sich ein Unterdruck zwischen den Platten.
durch die Ortsunschärfe befinden sich statistisch weniger virtuelle Photonen pro Volumen zwischen den Platten (der Rest ist in den Platten oder durch die Platten getunnelt). Vakuumfluktuation ist nur eine andere Nebenwirkung der Nullpunktenergie. Photonen sind die Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung im Sinne der Quantenfeldtheorie.
Wer sich für Physik interessiert, kann auf die Dauer ohne Englisch nicht überleben, denn 90% der Texte über Physik sind nun mal Englisch.
Also, ich sehe keinen unmittelbaren Zusammenhang zwischen dem Casimir-Effekt und der Unschärfe-Relation. Besteht denn die Aufgabe darin, den Casimir-Effekt bei der Beschreibung der Unschärfe-Relation mit einzubeziehen?
Natürlich kann man immer Zusammenhänge konstruieren, diese sind dann aber z. T. weit hergeholt. So lässt sich bspw. die Wellennatur von Zuständen durch die Unschärfe-Relation erklären. Der Casimir-Effekt wiederum erklärt sich bekanntlich dadurch, dass auf Grund der Randbedingungen an den Platten (Knoten der Wellenfunktion an den Plattenenden) weniger mögliche Zustände zwischen den Platten existieren als ausserhalb der Platten, es somit zu einem Wahrscheinlichkeitsdruck auf die Platten kommt.
Das ist meiner Meinung nach aber ein ziemlich weit hergeholter Zusammenhang…
ich würde sagen grob mal nichts.
ich bin sicher dass man irgendwelche heuristischen argumente durch die gegend werfen kann, um irgendwie die unschärferelation in beziehung zum Casimir-effekt zu bringen. wie man mit irgendwelchen heuristischen argumenten die unchärferelation in beziehung zu so ziemlich allem bringen kann. aber ob das sinnvoll ist...
aber eigentlich kann man die anziehung zweier leiterplatten im vakuum auch ganz einfach ohne jede referenz zu "vakuum-energie" und "quantenfluktuationen" als bloße quantenfeldtheoretische version der klassischen van-der-Waals kräfte berechnen. aber das klingt dann halt nicht ganz so cool und fancy.
Also anbieten würde sich da der Doppelspaltversuch mit Elektronen, jeh nachdem ob man die Elektronen beim Durchgehen durch den Doppelspalt beobachtet oder nicht Verhalten sie sich entweder als Welle oder als Teilchen.
Vielen dank, aber was hat das mit der heisenberg'schen unschärferelation zu tun?
Weis nicht ob ich den Versuchsaufbau richtig erklärt habe aber hier findest Du ganz viel dazu https://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/quanteneffekte/grundlagen/
Hallo, vielen Dank für deine Antwort, aber was meinst du mit unter deren Ortsunschärfe? Ich hab ehrlich gesagt den Artikel nicht durchgelesen weil mein Englisch jetzt nicht so gut ist, aber sind diese virtuellen Photonen das gleiche wie die Vakuumfluktuationen, also diese Teilchen-Antiteilchen Paare die immer wieder auftauchen und verschwinden?