Papatom
Artikelen: 0
Berichten: 208
Lid geworden op: wo 22 jul 2015, 21:53

Lichtzeilen in de ruimte door Casimir effect?

Opmerking moderator

Afgesplitst van deze topic.
 
Een beetje afwijkend van het onderwerp: maar een vraagje over het Casimir effect (even doorgelezen op wiki). Is dit hetzelfde principe als zeilen op licht in de ruimte? Fotonen botsen en geven op die manier kinetische energie af. 
Papatom
Artikelen: 0
Berichten: 208
Lid geworden op: wo 22 jul 2015, 21:53

Re: Lichtzeilen in de ruimte door Casimir effect?

De vraag is eigenlijk of de kracht die gevonden wordt bij het Casimir effect hetzelfde is als de kracht die lichtzeilen mogelijk maakt.
Gebruikersavatar
Michel Uphoff
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 8.167
Lid geworden op: di 01 jun 2010, 00:17

Re: Lichtzeilen in de ruimte door Casimir effect?

Als dat het geval zou zijn, dan zou het Casimir effect afhankelijk zijn van de hoeveelheid fotonen die er op de platen valt; meer licht of andere elektromagnetische straling zou dan tot een groter Casimir effect kunnen leiden. Voor zover mij bekend, is het Casimir effect onveranderlijk aanwezig in een volledig van elektromagnetische straling (dus inclusief licht) afgeschermde omgeving, bijvoorbeeld in een volkomen dichte kooi van Faraday.

 

De platen gebruikt bij het Casimir effect worden beïnvloed door virtuele deeltjes. Dat zijn paren van deeltjes en hun antideeltjes die door de kwantumonzekerheid (onzekerheidsprincipe van Heisenberg) tijdelijk in een vacuüm opdoemen om elkaar vrijwel onmiddellijk daarna weer te annihileren. Als je een deeltje als een golf beschouwt, dan passen tussen twee zeer nabij gelegen platen alleen de kortste golven, terwijl aan de buitenzijde van de platen ook de virtuele deeltjes met langere golflengte kunnen ontstaan. Het resultaat is dat er zich aan de buitenzijde van de platen (veel) meer virtuele deeltjes ophouden, en de platen naar elkaar gedwongen worden.

 

Een andere manier om er naar te kijken is het besef dat een vacuüm in de zin van helemaal niets, niet bestaat. Er is een minimale energie, de vacuümenergie die de 'absolute leegte' vult. Die energie is er (analoog aan bovenstaande) verantwoordelijk voor dat de platen elkaar aantrekken.

 

Voor een minder vereenvoudigde uitleg is het Engelstalige Wikipedia artikel (met de bijbehorende links) de moeite van het lezen waard klik .

 

Rond een lichtzeil treden ook virtuele deeltjesparen op, maar in gelijke mate aan de voor- en achterzijde. Er is daar geen ruimtelijke beperking zoals tussen de platen van Casimir, dus dat effect kan niet verantwoordelijk zijn voor de voortstuwing, want aan weerszijden van het zeil is het aantal virtuele deeltjes ongeveer gelijk.
 
Een lichtzeil wordt voortgestuwd door het momentum van teruggekaatste (reële) fotonen.

De aarde ontvangt van de Zon ongeveer 1300 Watt per vierkante meter. Als we aannemen dat het zonnezeil perfect vlak is, alles terugkaatst, en altijd loodrecht op de invallende fotonen staat, dan is de druk per vierkante meter 2E/c = 2600/300.000.000 = 8,6*10-6 N/m (8,6 micro Pascal). Zeer gering dus, maar voldoende om op de lange duur een lichtzeil met nuttige lading een aanmerkelijke snelheid te geven.

 

Zie voor lichtzeilen ook dit topic.

Terug naar “Kwantummechanica en vastestoffysica”