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Nanotechnologie: Abstoßende Quantenkraft

© Jay Penni and Federico Capasso Laden...
Wenn zwei eng benachbarte parallele Metallplatten im Vakuum aufeinander zu streben, liegt das am so genannten Casimireffekt. Die gegenseitige Anziehung rührt dabei daher, dass sich im Zwischenraum weniger virtuelle Teilchen befinden als in der Umgebung. Theoretisch könnten bei größeren Abständen, die aber immer noch im Nanometerbereich liegen, auch abstoßende Casimirkräfte auftreten. Die experimentelle Bestätigung dafür stand bisher aber aus. Forscher um Jeremy Munday von der Harvard University in Cambridge (Massachusetts) glauben sie nun erbracht zu haben.

Jay Penni and Federico Capasso Laden...
Abstoßende Casimirkraft | Als Ergebnis des abstoßenden Casimireffekts kann eine Kugel, bei passender Materialwahl und eingebettet in eine Flüssigkeit, über einer Platte schweben.
Das Team näherte in einer Flüssigkeit (Brombenzol) eine winzige Goldkugel einer Siliziumplatte und maß die auf sie einwirkende Kraft. Dabei zeigte sich eine Abstoßung. Wurde das Silizium durch Gold ersetzt, trat das Phänomen nicht auf. Ein elektrischer Effekt ist nach Aussage der Forscher auszuschließen, weil eine eventuell auf der Kugel vorhandene Ladung in der Platte entgegengesetzte Ladungen induziere und somit höchstens anziehend wirke.

Holger Gies von der Universität Jena sieht die Ursache der Abstoßung in den verwendeten Materialien. Deren Dielektrizitätskonstanten seien im vorliegenden Fall gerade so gewählt, dass die Flüssigkeit in den Raum zwischen Kugel und Platte gezogen werde. Dies treibe die Objekte auseinander. Im Vakuum ohne das Lösungsmittel käme es dagegen zu der üblichen Anziehung. Eine „wirklich abstoßende Casimirkraft“ sei vorerst weder theoretisch noch experimentell überzeugend nachgewiesen.

Vera Spillner

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