Apa itu Efek Casimir?

Efek Casimir mengacu pada gaya tarik menarik kecil yang muncul di antara dua pelat yang tidak bermuatan dalam ruang hampa. Gaya Casimir ini hanya dapat diukur ketika pelat-pelatnya sangat berdekatan (beberapa diameter atom). Gaya ini diprediksi pada tahun 1948 oleh Hendrik Casimir, seorang fisikawan teoretis Belanda. Itu diverifikasi secara eksperimental pada tahun 1958 oleh Marcus Spaarnay, sekali lagi di Philips di Eindhoven ketika dia mempelajari sifat-sifat larutan koloid. Penyebab efek Casimir yang dikenali adalah fluktuasi vakum kuantum (fluktuasi titik nol) dari medan elektromagnetik di antara pelat.

Gaya tarik-menarik terjadi karena, seperti yang ditunjukkan oleh teori kuantum, bahkan apa yang disebut vakum mengandung banyak partikel elektromagnetik virtual dan anti-partikel dalam keadaan fluktuasi yang terus-menerus. Ini dikenal sebagai energi vakum. Karena celah antara pelat membatasi panjang gelombang yang mungkin dari pasangan partikel maya, ada lebih sedikit partikel maya di dalam ruang antara pelat relatif terhadap ruang di luarnya. Ini berarti kerapatan energi antara pelat lebih kecil daripada kerapatan energi ruang di sekitarnya, menciptakan tekanan negatif yang menarik pelat bersama-sama sedikit.

Semakin dekat pelat, semakin kecil kerapatan energi vakum. Baru pada tahun 1997 besarnya gaya Casimir yang tepat diukur oleh Steve K. Lamoreaux dari Los Alamos National Laboratory bersama dengan Umar Mohideen dan Anushree Roy dari UC Riverside. Karena menggunakan dua pelat paralel akan membutuhkan standar tinggi yang tidak praktis untuk penyelarasan yang tepat, pelat dan bola yang hampir sempurna digunakan. Dalam margin kesalahan 5%, intensitasnya ditemukan persis seperti yang diprediksi oleh teori kuantum; didefinisikan sebagai energi titik nol dari mode Fourier medan elektromagnetik antara pelat.

Dengan bahan tertentu dan dalam konfigurasi tertentu, telah terbukti bahwa efek Casimir dapat bersifat tolak-menolak sekaligus menarik. Tampaknya gaya Casimir terlalu kecil untuk diterapkan secara berguna pada teknologi kita saat ini, meskipun pengetahuan tentang keberadaannya mungkin penting bagi mereka yang merancang perangkat robot mikromekanis atau nanomekanis di masa sekarang dan di dekade mendatang. Suatu hari dimungkinkan untuk mengeksploitasi efek Casimir untuk pembangkitan energi, meskipun hari ini sangat jauh dan kemungkinan sumber energi yang lebih efisien akan ditemukan bahkan sebelum ini menjadi mungkin.