`Antizwaartekracht bestaat’

Share Button

Twee fysici hebben een manier bedacht waarop voorwerpen kunnen zweven, ook al is er een zwaartekrachtsveld. Weliswaar op nanoschaal maar toch. Hiervoor maken ze gebruik van zeer kleine metalen staafjes. Is antizwaartekracht dan toch mogelijk?

Casimireffect
Het vacuüm is niet leeg, maar gevuld met een zee van zeer kortlevende deeltjesparen. Kortgeleden berekenden onderzoekers dat deze spookdeeltjes een vorm van wrijving uitoefenen.
Deze virtuele deeltjes hebben nog meer merkwaardige gevolgen. De Nederlandse natuurkundigen Hendrik Casimir en Dirk Polder voorspelden in 1948 bijvoorbeeld dat twee platen dicht bij elkaar elkaar aantrekken. De reden: sommige virtuele deeltjesparen nemen meer ruimte in beslag dan er tuissen de twee platen aanwezig is. De virtuele deeltjesparen werken afstotend, maar omdat het vacuüm alles omringt, is de netto kracht nul.

De Casimirkracht kan in bepaalde gevallen dingen laten zweven, althans op kwantumschaal.

De Casimirkracht kan in bepaalde gevallen dingen laten zweven, althans op kwantumschaal.

Tussen de twee platen zijn er echter minder deeltjesparen dan om de platen heen: de vacuümdruk is veel lager. Als gevolg daarvan trekken de platen elkaar aan. Ondertussen is in experimenten aangetoond dat het Casimireffect echt bestaat.

Het gaat hier om zeer kleine afstanden: de formule om de Casimirkracht te berekenen is (niet schrikken)   F=-\frac{\pi ^2 \hbar c}{240 a^4} A .  Uitleg: F is kracht,  pi (ongeveer 3,14) kent u van de middelbare school, de h met een streepje er doorheen is de extreem kleine constante van Planck (6,6.10-34 Js), c de lichtsnelheid, A de oppervlakte van de platen. Let op de vierde macht van de afstand (a) in de noemer van de breuk. Het minteken betekent dat het om een aantrekkende kracht gaat.Wie het na wil rekenen: alles is in SI-eenheden, dus meters, kilo’s etc.

Wordt de afstand tussen de platen tien keer zo klein, dan wordt de Casimirkracht maar liefst tien tot de macht vier, dus tienduizend keer zo sterk. De constante van Planck is zo extreem klein dat het Casimireffect alleen bij extreem kleine afstanden een rol speelt. Bij twee platen van een vierkante meter die een meter van elkaar afstaan is de Casimirkracht ongeveer zo groot als het gewicht van een waterstofatoom. Verandert de afstand in een nanometer (een miljoenste millimeter, de lengte van tien waterstofatomen naast elkaar), dan wordt de Casimirkracht verpletterend sterk: het gewicht van 813.000 ton, iets minder dan het gewicht van alle Nederlanders bij elkaar. Geen wonder dat uitvinders van gratis energie apparaten likkebaardend kijken naar deze enorm sterke kracht.

Het Casimireffect werkt per saldo aantrekkend. Voor antizwaartekracht wil je uiteraard iets dat afstoot om je vliegtuig zwevend te houden. Als je UFO onwrikbaar aan de startbaan gekleefd blijft, wordt het nooit wat met je samenzwering voor wereldoverheersing. De twee natuurkundigen Stanislav Maslovski and Mário Silveirinha van de universiteit van Coimbra in Portugal hebben nu iets bedacht om afstoting te genereren. Al eerder werd gewerkt met exotische metamaterialen die tussen de twee oppervlakken waarvan je wilt dat ze elkaar afstoten, worden geplaatst. Deze metamaterialen wekken per saldo een afstotend Casimireffect op. Nu blijkt dat hetzelfde effect ook kan worden bereikt met veertig nanometer dikke metalen staafjes die op het ene  oppervlak worden geplaatst. De metalen “kaarsen” kanaliseren de kwantumfluctuaties in het vacuüm zodanig dat ze alles wat er tussen de staafjes komt, afstoten. Stel dat de andere metalen plaat geperforeerd is waardoor de staafjes precies in de gaten van de andere plaats passen, dan blijven ze elkaar afstoten met een – als de druk waarmee ze op elkaar geperst worden maar hoog genoeg wordt – op den duur onmetelijk sterke kracht.

Toepassingen
Met een vliegende schotel die niet verder dan een paar nanometer van de grond komt schiet je uiteraard weinig op, maar er zijn andere interessante toepassingen. Denk eens aan wrijvingsloze vliegwielen, ideaal voor energieopslag. Zweeftreinen op een monorail (al moet je nog iets verzinnen tegen de luchtweerstand en een configuratie bedenken dat de platen horizontaal ten opzichte van elkaar kunnen bewegen). Schokdempers op nanoschaal. Uiteraard zijn er nog veel meer. Hebben jullie ideeën?

Bron: New Scientist

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

5 reacties

  1. Barry schreef:

    Dit is een idee die mogelijk toegepast zou kunnen worden in een brandwondencentrum. Mensen die grotendeels verbrand zijn moeten lang verschrikkelijk lijden voordat ze genezen zijn. met deze technologie kunnen bedden gemaakt worden zonder dat die mensen echt ergens op liggen.Natuurlijk liggen die mensen altijd wel ergens op, al is het maar lucht en dat veroorzaakt ook druk op de brandblaren maar beter dan dat wordt het niet. Enig commentaar op dit idee?

    Ik denk dat dit idee ook toegepast zou kunnen worden in regressietanks. Nu wordt daar extreem zout water voor gebruikt, lang in zout water liggen i sniet goed voor een mens dus kunnen dat soort therapieen ook maar voor een korte duur in een tank gedaan worden. regressietherapie is goed voor mensen die met traumatische ervaringen zitten opgescheept die zo diep zitten weggestopt dat die mensen wel de gevolgen van die ervaringen hebben maar niet kunnen achterhalen waar het trauma vandaan komt.

    • Germen schreef:

      Barry,
      Je hebt nog steeds een metalen plaat aan de bovenkant nodig. Dus daar moet de patiënt op blijven liggen en dan heb je hetzelfde probleem (pijnlijke aanraking van de patient met materie) nog steeds. Een sterke luchtstroom kan, misschien…

      • Barry schreef:

        Germen,

        En als je die metalen paat dan vervangt voor een metalen folie waar een zachte polymeer op ligt?

        Ik heb trouwens nog een ander idee, je zou het systeem kunnen gebruiken voor huizen die aan drukke dorps of stadswegen liggen. Bouw het tussen de fundering van de huizen in en de huizen zijn trillingsvrij. Mischien is het zelfs sterk genoeg om grote gebouwen er aardbevingsbestendig mee te maken.

  2. wHiTeHaT schreef:

    Naaldhakken Vs dure kwetsbare vloeren ;)
    En ander schoeisel.

    • Germen schreef:

      Die is wel leuk inderdaad :)
      Ik zit zelf te denken aan heel gevoelige meetinstrumenten waarmee je zelfs de dikte van een proton oid zou kunnen meten. Een kleine verschuiving heeft meteen een enorme afstoting tot gevolg.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger