Магнитное поле превращает вакуум в мотор ✎ экспресс

Оригинал: "Vacuum Torque Without Anisotropy: Switchable Casimir Torque Between Altermagnets"
· Zixuan Dai, Qing-Dong Jiang
arXiv:2601.14381 · 2026-01-20 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Магнитное поле заставляет пустоту вращать предметы — даже идеально симметричные.

Две металлические пластины в абсолютном вакууме притягиваются. Ещё Ричард Фейнман уподоблял пустоту кипящей пене: пары виртуальных частиц рождаются и аннигилируют, порождая эффект Казимира — силу притяжения между близкими поверхностями из-за квантовых флуктуаций вакуума. Если пластины несимметричны, они не только притягиваются, но и закручиваются — это явление называют вакуумным мотором.

Однако для вращения вовсе не обязательны криволинейные детали. Опираясь на уравнения Джеймса Максвелла, описывающие электромагнитные поля, физики обнаружили, что в альтермагнетиках — особых магнитных материалах с волнообразной пространственной модуляцией намагниченности — перпендикулярное магнитное поле нарушает симметрию относительно обращения времени. В результате пустота откликается крутящим моментом, величина которого возрастает пропорционально квадрату приложенного поля.

С ростом температуры тепловой шум, связанный с энтропией — мерой беспорядка в системе, — подавляет этот эффект, ослабляя вращение. Наиболее неожиданный аспект: те же квантовые флуктуации, что заставляют вращаться наночастицы, подозревают в разгоне расширяющейся Вселенной — это гипотетическая тёмная энергия. Инженеры рассчитывают на основе этого эффекта создать бесконтактные наномоторы, ведь в микромашинах обычный эффект Казимира, напротив, вызывает слипание деталей.

Эффект Казимира был вычислен голландским физиком Хендриком Казимиром ещё в 1948 году, но экспериментально подтвердить его удалось лишь в 1996–1997 годах с помощью сверхточных измерений.

В фантастическом романе Артура Кларка «Фонтаны рая» инженеры строят космический лифт. Возможно, когда-нибудь наномоторы на эффекте Казимира станут частью таких конструкций.

\tau \propto B^2
Вращательная сила (τ) растёт как квадрат магнитного поля (B).
Учёные
Hendrik CasimirJulian SchwingerYakir AharonovDavid BohmMichael BerryMichael Faraday
Понятия
эффект Казимира левитация на энергии вакуума динамический эффект Казимира альтермагнетик квантовый вакуум переменный магнетизм квантовое давление антиферромагнитный порядок d-волновой альтермагнетик асимметрия закон Ампера антипротон магнитные текстуры симметрия обращения времени антикварк момент силы магнитный момент закон Кюри ось вращения угловой момент