23 jul. 2018
1 minuut
Het Casimireffect en supergeleiding zijn twee bekende kwantumverschijnselen. Los van elkaar zijn deze fenomenen grondig bestudeerd. Maar wat gebeurt er als je de twee effecten samenbrengt in één experiment? Onderzoekers van de TU Delft hebben dat voor het eerst gedaan. Ze hebben een microchip gemaakt waarop twee draden dicht bij elkaar zijn geplaatst, waardoor ze de Casimirkrachten kunnen meten die op deze draden inwerken op het moment dat ze supergeleidend worden.
In een nieuwe publicatie in Physical Review Letters introduceren onderzoekers van de TU Delft een nieuwe state-of-the-art sensor, waarmee ze voor het eerst de krachten tussen dicht bij elkaar gelegen supergeleiders kunnen meten. De sensor bestaat uit een microchip waarop twee draden vlak naast elkaar zijn geplaatst. De onderzoekers kunnen ze afkoelen tot cryogene temperaturen, waardoor ze supergeleidend worden. "In het midden van de draden zitten gaatjes die als optische resonator fungeren", legt groepsleider Simon Gröblacher uit. "Laserlicht van een bepaalde golflengte wordt daarin gevangen, en met dit licht kunnen we minieme verschuivingen tussen de twee draden meten. Dat betekent dat we bij elke temperatuur de krachten kunnen meten die op de draden worden uitgeoefend."
Casimir-zwaartekracht-effect?
Met de gevoeligheid van hun sensor zijn de onderzoekers ook in staat om bepaalde theorieën over kwantumzwaartekracht bij temperaturen dichtbij het absoluut nulpunt te onderzoeken. "Een van de onwaarschijnlijkere en controversiëlere kwantum zwaartekrachttheorieën voorspelde dat we een sterk Casimir-achtig effect zouden moeten zien, als gevolg van zwaartekrachtvelden die van de supergeleiders zouden afkaatsen", aldus Richard Norte, de eerste auteur van het artikel. "Deze theorie hebben we al kunnen ontkrachten, want met de huidige gevoeligheid van onze sensor hebben we een dergelijk effect niet kunnen meten." Als er dus al een ‘Casimir-zwaartekracht-effect’ is, dan is het subtieler dan deze theorie voorspelde.
Hogetemperatuur-supergeleiders
De nieuwe microchip maakt de weg vrij voor verdere experimenten. De onderzoekers hopen in de nabije toekomst de gevoeligheid van hun microchipsensoren verder te kunnen verhogen, om mogelijk het Casimir-effect tussen hogetemperatuur-supergeleiders te onderzoeken. Hoe supergeleiding precies werkt in dit soort exotische materialen is een openstaande vraag, en Casimir-experimenten zouden kunnen helpen bij het ontdekken van de onderliggende natuurkunde.
Anderen lazen ook
