По расчётам британских физиков, действующая между двумя поверхностями притягивающая сила Казимира может стать отталкивающей, если между поверхностями поместить линзу с отрицательным показателем преломления.

Сила притяжения, возникающая между двумя проводящими поверхностями в вакууме, была предсказана Хенриком Казимиром в 1948 году. Эта сила представляет собой чисто квантовый эффект, вызванный тем, что флуктуации электромагнитного поля между пластинами создают конфигурацию стоячих волн. За счёт этого энергия электромагнитного поля в промежутке повышается по сравнению с окружением, и возникает сила, «сталкивающая» пластины друг к другу. Хотя эта сила чрезвычайно мала, эффект Казимира становится заметным на микронных и меньших расстояниях и вызывает слипание частей нано- и микроэлектромеханических систем.

Учёные из Университета Сэнт-Эндрюса рассчитали, что казимировская сила притяжения может превратиться в силу отталкивания, если между пластинками поместить идеальную линзу – линзу, разрешающая способность которой не ограничена длиной волны света (так называемый дифракционный предел). Такая линза может быть изготовлена из метаматериалов – искусственных структур, обладающих отрицательным показателем преломления. Поскольку такие материалы отклоняют световые лучи не в направлении, противоположном направлению преломления обычных материалов, их ещё называют «леворукими».

Согласно расчётам, такое взаимодействие может оказаться достаточно сильным, чтобы удерживать над поверхностью проводника, закрытой идеальной линзой, алюминиевое зеркало толщиной 500 нм. Такой результат означает возможность создания наномеханизмов, работающих без трения.

Технологии создания материалов с отрицательным показателем преломления уже существуют, но лишь в зачаточной форме. Новые расчёты указывают на новые возможные применения этих материалов за пределами задач одной лишь оптики. Однако, возможности успешной реализации этой идеи предстоит ещё подождать. Впрочем, сами авторы указывают на другие возможности создания отталкивающей силы Казимира – например, между двумя пластинами различных материалов, разделённых средой с диэлектрической функцией, сильно отличающейся от диэлектрической функции пластин.

Василий Артюхов