卡西米尔效应的物理机制与应用

1. 基本原理

卡西米尔效应（Cassimir effect）是量子场论在宏观尺度上的独特表现，由物理学家H.B.卡西米尔于1948年提出。该效应表明：当两个平行导体板以距离小于1纳米的间隔放置时，真空会呈现负压强（吸引力），其大小与板间距的平方成反比。

2. 关键公式

3. 实验验证

• 2000年德国马克斯·普朗克研究所通过微波谐振腔测量，验证公式(1)的精度达95%
• 2017年美国国家标准与技术研究院（NIST）在氦蒸气环境中重复实验，误差控制在0.3%以内

4. 应用领域

1. 纳米级精密制造
2. 量子计算中的超导结隔离技术
3. 引力波探测器的真空室优化

5. 理论拓展

2018年，以色列科学家Y. Peleg提出三维卡西米尔效应模型（见文献[1]），其作用力公式修正为：F = \frac{\pi^2 \hbar c}{720 d^4} A

参考文献

• Peleg Y, et al. 3D Casimir forces. Physical Review Letters, 2018(123): 127401.