Palabras clave: efecto Casimir, la mecánica cuántica, la física, la conservación no energético, de placas, la energía del vacío, la energía del punto cero.

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El efecto Casimir se manifiesta en forma de una pequeña fuerza de atracción entre dos placas metálicas paralelas inmersos en una cavidad resonante (caja metálica sellada) en ausencia del campo electromagnético.

De acuerdo con la teoría clásica del electromagnetismo y la mecánica clásica, las dos placas deben permanecer inmóviles debido a reinar en la cavidad de un vacío absoluto de cualquier campo. Para mover, las placas de metal necesitan energía que no se puede sacar en cualquier lugar.

El efecto Casimir es un resultado puro de la teoría cuántica de campos. Fue diseñado y calculado por el físico holandés Hendrik Casimir en 1948.

De acuerdo con teoría cuántica de campos, el campo electromagnético (y esto también es aplicable a todos los campos cuánticos) tiene diferentes estados de energía. El estado de menor energía, el estado fundamental, corresponde a la ausencia de cuantos de energía (fotones en el caso del campo electromagnético) o, en otras palabras, vacío. El primer estado "excitado" es el estado con un cuanto de energía o un fotón. El segundo estado excitado es el estado de dos fotones, y así sucesivamente.

Sin embargo, la representación dada por la teoría cuántica de los campos vacíos es algo paradójico. Este vacío es realmente lleno de energía que no se "materializa" en forma de partículas. Sin embargo, durante períodos cortos, esta energía puede materializarse en partículas o cuantos cuya vida útil es muy corta. Se les llama partículas virtuales. Aunque todavía de pie llamado virtual, los efectos de estos quanta (fotones en nuestro caso) son de hecho real.

En la cavidad, quanta virtual (fotones virtuales) por lo tanto, de forma espontánea "salir" de vacío. El espectro de longitudes de onda de estos fotones es continua pero el hecho de que la cavidad está cerrada, la mayor parte de las frecuencias será destructiva y, finalmente, sólo unas pocas frecuencias específicas (llamado modos de resonancia) Permanecerá en la cavidad. Este es el fenómeno clásico de la resonancia en una cavidad resonante. Los modos de resonancia se caracterizan porque la longitud de onda de guía es un número entero sub-múltiplo de la distancia entre las caras de la cavidad. El número de modos permitidos es por lo tanto proporcional a la distancia entre las caras de la cavidad.

En la configuración que nos interesa, se estableció resonancias entre las caras de la cavidad y las placas y entre las propias placas. Si la distancia entre las placas es menor que su distancia de las caras de la cavidad, entonces habrá más modos resonantes entre las caras de la cavidad y las placas, entre las propias placas. La presión de radiación ejercida sobre las caras de las placas "internos" es inferior a la que se aplica a sus superficies "externos". Esto resulta en una fuerza muy baja, lo que trae las placas una hacia la otra.

Aunque se predijo desde 1948, este efecto solo se observó experimentalmente por primera vez en 1997.

Para ser rigurosos, pues requiere los cuantos de todos los campos cuánticos existentes. Pero estos campos requieren mucha energía para materializar a partir del vacío que se traduce en una baja probabilidad de materialización de los cuantos asociados en comparación con el campo electromagnético. Por lo tanto, su contribución al efecto Casimir es en gran parte insignificante.

El efecto Casimir muestra quecon vacío, es posible generar el movimiento. En esto es una importante violación del principio clásico de conservación de la energía y para medir cómo la física cuántica puede ser confuso!