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Kräfte aus dem Nichts: Casimir-Effekt soll auch auf Buckyballs wirken

Astronomie|Physik Technik|Digitales

Kräfte aus dem Nichts: Casimir-Effekt soll auch auf Buckyballs wirken
Die leeren Innenräume zweier kugelförmiger C-60-Moleküle ? auch Buckyballs genannt ? können Kräfte aufeinander ausüben. Das behaupten Andreas Wirzba vom Forschungszentrum Jülich und Aurel Bulgac von der Universität von Washington, wie das American Institute of Physics berichtet.

Beim experimentell nachgewiesenen klassischen Casimir-Effekt üben zwei leitende Metallplatten, die sich im Vakuum befinden und nur durch einen kleinen Abstand getrennt sind, eine Anziehungskraft aufeinander aus. Die Ursache für diese Kraft ist das Vakuum selbst. Denn das physikalische Vakuum ist nicht leer, sondern erfüllt von virtuellen Photonen.

Virtuelle Teilchen borgen sich die Energie, die sie für ihre Entstehung brauchen, kurzzeitig aus. Die Gesetze der Quantenmechanik erlauben das, wenn die Teilchen die geborgte Energie nur schnell genug wieder zurückzahlen: Sie müssen sich nach ihrer Entstehung sofort wieder vernichten.

Im Vakuum entstehen also fortlaufend Photonen aller möglicher Energien und damit auch elektromagnetische Wellen aller möglicher Frequenzen. Denn die Photonen sind die Teilchen der elektromagnetischen Wellen und zwischen ihrer Energie und der Frequenz der Wellen gibt es eine eindeutige Beziehung.

Der entscheidende Punkt ist nun: Wegen der Leitfähigkeit der beiden Platten können zwischen ihnen elektromagnetische Wellen bestimmter Frequenzen, die vom Abstand und der Größe der Platten abhängen, nicht entstehen. Die Folge: Im Raum zwischen den Platten ist die Dichte der virtuellen Photonen geringer als außerhalb. Daraus resultiert die Anziehungskraft zwischen den Platten.

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Wirzba und Bulgac haben nun eine Variante dieses Experimentes theoretisch durchgerechnet. Sie sagen voraus, dass die leeren Innenräume zweier Hohlkugeln, die man in einen See aus Elektronen bettet, Kräfte aufeinander ausüben. Zur experimentellen Realisierung dieser Bedingungen schlagen sie vor, die fußballförmigen Buckyballs in flüssiges Quecksilber einzutauchen.

Axel Tillemans
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