Casimir-Effekt

Der sogenannte 'Casimir-Effekt' wurde von Hendrik Casimir entdeckt. Mit diesem Experiment kann man zeigen, dass überall im Nichts immer wieder Teilchen und Antiteilchen entstehen und wieder vergehen. Dieses Entstehen und vergehen von Teilchen-Antiteilchen-Paaren nennt man Vakuumfluktuation. Es ist eine direkte Folge der Heisenbergschen Unbestimmtheitsrelation, die besagt, dass die Energie zu einem festen Zeitpunkt nie exakt bestimmt ist. Weil die Energie nie exakt bestimmt ist, kann sie auch nie exakt null sein. Da die Energie und damit auch die Teilchen-Antiteilchen-Paare sehr rasch wieder verschwinden müssen, nennt man sie virtuell. Virtuelle Teilchen kann man nie direkt sehen. Sie müssen aber berücksichtigt werden, wenn man z. B. die Kraft zwischen zwei Ladungen berechnen will, die sehr nahe beieinander liegen.

Im Experiment zum Casimireffekt werden im Vakuum zwei Metallplatten extrem nahe nebeneinander gestellt. Zwischen den Platten können nur Teilchen mit ganz bestimmten Energien entstehen. Der Grund für diese Beschränkung liegt darin, dass Teilchen auch als Wellen beschrieben werden können. Wie eine Gitarrensaite nur mit ganz bestimmten Wellenlängen schwingen kann, kann auch ein Teilchen zwischen zwei Platten nur ganz bestimmte Wellenlängen haben. Ausserhalb der Platten gibt es keine Beschränkung. Weil aussen mehr Teilchen entstehen können als innen, werden die Platten zusammengedrückt. Dieser Effekt kann tatsächlich gemessen werden.