¿Cuáles son los experimentales actuales límites de la polarizabilidad de la aspiradora?

Question

Muchos (todos?) los materiales son polarizables, en algún nivel, lo que significa que cuando se aplica un campo eléctrico a través de la material, hay un momento dipolar inducido $$ \vec{p}=\alpha(\omega)\vec{E}, $$ donde $\alpha(\omega)$ es la polarizabilidad del material en la frecuencia de $\omega$, $\vec{E}$ es el campo eléctrico aplicado, y $\vec{p}$ es la polarización inducida. Si suponemos que los electrones en el material que están unidos a sus núcleos como osciladores armónicos simples (el estándar de la física de la asunción), entonces nos encontramos con que la polarizabilidad del material está dada por $$ \alpha(\omega)=\frac{e^2/m}{\omega_0^2-\omega^2}, $$ donde $\omega_0$ contiene la información acerca de la rigidez de la unión. Esto conduce a interesantes fenómenos ópticos en materiales, un ejemplo de ellas es la que puede estar relacionado con el índice de refracción de $$ n^2(\omega)=1+\frac{N}{\epsilon_0}\alpha(\omega), $$ donde $N$ es el número de la densidad de los átomos y las $\epsilon_0$ es la permitividad del espacio libre. Todo esto es sólo información general.

Mi preguntas son: ¿cuáles son los experimentales límites en la polarizibility del vacío, y que los experimentos de establecer estos límites? Alguien está tratando activamente para mejorar el límite? Es, obviamente, espera a ser idéntica a cero, pero nos ha sorprendido por mediciones en el pasado.

Answer 1

El vacío es polarizable. La polarización puede ser con respecto a la carga eléctrica o de color cargo. En presencia de un campo eléctrico, virtual pares electrón-positrón brevemente existen (virtual creado a partir de los fotones de la energía suficiente). Los pares virtuales actuar como dipolos y orientar con respecto al campo. Por ejemplo, cerca de un protón, el virtual de electrones de un par de orientar más cerca el protón y el virtual de positrones más lejos.

La primera confirmación experimental de vacío de la polarización era a través de la espectroscopia del átomo de hidrógeno. Para el átomo de hidrógeno, Dirac del relativista de la mecánica cuántica predice que el $2S_{\frac12}$ $2P_{\frac12}$ los niveles de energía debe ser igual. Sin embargo, experimentalmente, la diferencia corresponde a 1058MHz, se mide primero el Cordero en 1947. Esta energía de la diferencia de nivel es el "Cordero de Turno". El electrón y el protón del átomo de hidrógeno no la experiencia de la clásica potencial de Coulomb. La polarización de las pantallas de los puntos de distancia del protón del total de los cambios que tendría. Debido a que el nivel tiene más electrones de densidad de probabilidad en el/cerca del protón, se experimenta una menor seleccionados carga del protón. Vacío de polarización contribuye -27 mhz para el Cordero de turno.

Hasta donde yo sé, eléctrico polarización del vacío no se ha medido experimentalmente a través de una gama de frecuencias de punto por punto. Sin embargo, a través de la electrodinámica cuántica, cálculos del Cordero de Turno (incluyendo el vacío de la polarización de la contribución) a las cada vez más altas órdenes de virtual efectos de partículas han sido progresivamente a través de los años, y en comparación a cada vez más precisa de los experimentos.

La Corriente Teórica De Cordero Cambio 1057.833 (4) MHz

Experimentales Actuales Cordero Cambio 1057.845 (3) MHz

A pesar de vacío de la polarización es un fenómeno relativamente pequeña contribución para el Cordero Cambio de hidrógeno ordinario, es la contribución dominante para el Cordero Cambio en muonic de hidrógeno. Estudio del Cordero Cambio de muonic de hidrógeno es un área activa de investigación.

Otras confirmaciones experimentales de vacío de polarización de involucrar a la anómala de electrones momento magnético (cuánto g se desvía el valor "2" predicho por la teoría de Dirac) y uniones Josephson.

Referencias:

http://isites.harvard.edu/fs/docs/icb.topic473482.files/16-vacuumpol.pdf

http://www.pha.jhu.edu/~rt19/hydro/node8.html

http://courses.washington.edu/phys432/lamb_shift/lamb_shift.pdf

http://seminar.physik.uni-mainz.de/uploadz/Pachucki.pdf

http://arxiv.org/pdf/1208.2637v2.pdf

Heisenbeg y Euler (1936) http://arxiv.org/pdf/physics/0605038.pdf

Euwema y Wheeler (1956) http://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.103.803

Answer 2

El efecto Casimir es utilizado como prueba experimental de la existencia del vacío de intercambios virtuales.

El ejemplo típico es el de dos descargada de chapa metálica en un vacío, colocado unos pocos micrómetros de distancia. En una descripción clásica, la falta de un campo externo también significa que no hay ningún campo entre las placas, y no hay fuerza que se medirán entre ellos. Cuando este campo es el lugar estudiado el uso de la QED vacío de la electrodinámica cuántica, se ha visto que las placas afectan a la virtual fotones que constituyen el campo, y generar una fuerza neta2-ya sea una atracción o una repulsión, dependiendo de la disposición específica de las dos placas. Aunque el efecto Casimir puede ser expresada en términos de partículas virtuales que interactúan con los objetos, que se describe mejor y más fácilmente calculada en términos de la energía de punto cero de un campo cuantizado en el espacio intermedio entre los objetos. Esta fuerza ha sido medido, y es un ejemplo notable de un efecto capturado formalmente por segunda cuantización

la cursiva es mía.

También el efecto Casimir puede ser considerado como la polarización del vacío:

El efecto Casimir es una de las más interesantes manifestaciones de trivial prop- erties del vacío en la teoría cuántica de campos 1, 2. Desde su primera predicción por Casimir en 1948 3 este efecto es investigado por varios casos de geometrías de contorno y de diferentes tipos de campos. El efecto Casimir puede ser visto como una polarización de vacío por las condiciones de contorno.

He encontrado esta revisión que se refiere también a los experimentos realizados. Se trata extensamente de polarización debido al efecto .

Y parece ser que hay propuestas para comprobar el efecto más experimentalmente . Parece ser importante para la tecnología de nano dispositivos y uno no puede ser más experimental que éste.

Así, dado que el efecto Casimir es una medida de efecto y se describe teóricamente como un tipo de polarización del vacío no hay un límite, en el sentido de un límite inferior. Los números del uno tendría que profundizar en el trabajo experimental de papeles .