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L’effet Casimir est un résultat de la physique quantique qui semble défier la logique du monde quotidien. Dans ce cas, il résulte de l’énergie du vide provenant de « l’espace vide » qui exerce en fait une force sur les objets physiques. Bien que cela puisse paraître bizarre, le fait est que l’effet Casimir a été vérifié expérimentalement à de nombreuses reprises et qu’il offre des applications utiles dans certains domaines de la nanotechnologie.
Comment fonctionne l’effet Casimir
La description la plus élémentaire de l’effet Casimir comprend une situation où vous avez deux plaques métalliques non chargées l’une près de l’autre, avec un vide entre elles. Nous pensons normalement qu’il n’y a rien entre les plaques (et donc aucune force), mais il s’avère que lorsque la situation est analysée par électrodynamique quantique, quelque chose d’inattendu se produit. Les particules virtuelles créées dans le vide créent des photons virtuels qui interagissent avec les plaques métalliques non chargées. Par conséquent, si les plaques sont extrêmement proches les unes des autres (moins d’un micron), cela devient la force dominante. Plus l’endroit est éloigné, plus cette force diminue rapidement. Pourtant, cet effet a été mesuré à environ 15% de la valeur prédite par la théorie elle-même, ce qui montre clairement que l’effet Casimir est bien réel.
Histoire et découverte de l’effet Casimir
Deux physiciens néerlandais travaillant au laboratoire de recherche de Philips en 1948, Hendrik B. G. Casimir et Dirk Polder, ont suggéré l’effet en travaillant sur les propriétés des fluides, comme par exemple pourquoi la mayonnaise coule si lentement… ce qui montre bien qu’on ne sait jamais d’où viendra une idée majeure.
L’effet Casimir dynamique
Une variante de l’effet Casimir est l’effet Casimir dynamique. Dans ce cas, une des plaques se déplace et provoque l’accumulation de photons dans la région entre les plaques. Ces plaques sont réfléchies de sorte que les photons continuent à s’accumuler entre elles. Cet effet a été vérifié expérimentalement en mai 2011 (comme indiqué dans la revue Scientific American and Technology Review).
Applications potentielles
Une application potentielle serait d’appliquer l’effet dynamique Casimir pour créer un moteur de propulsion pour un vaisseau spatial, qui propulserait théoriquement le vaisseau en utilisant l’énergie du vide. Il s’agit d’une application très ambitieuse de l’effet, mais il semble qu’elle ait été suggérée en fanfare par une adolescente égyptienne, Aisha Mustafa, qui a breveté l’invention. (Cela ne signifie pas grand chose, bien sûr, puisqu’il existe même un brevet sur une machine à voyager dans le temps, comme le décrit le livre de fiction Time Traveler du Dr Ronald Mallett. Il reste beaucoup de travail à faire pour voir si c’est faisable ou s’il s’agit simplement d’une autre tentative fantaisiste et ratée de machine à mouvement perpétuel, mais voici quelques articles qui se concentrent sur l’annonce initiale (et j’en ajouterai d’autres au fur et à mesure que j’apprendrai les progrès réalisés) :
Il a également été suggéré que le comportement bizarre de l’effet Casimir pourrait avoir des applications dans le domaine des nanotechnologies – c’est-à-dire dans de très petits dispositifs construits à la taille d’un atome.
