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CASIMIR EFFET

L'effet Casimir est l'une des plus remarquables prédictions de la théorie quantique, puisqu'il touche à la nature même de l'état fondamental de l'électrodynamique, ce qu'il est convenu d'appeler le « vide quantique ». Contrairement au vide classique, proche du néant, l'état de plus basse énergie d'une théorie quantique est peuplé d'états virtuels qu'une excitation peut éventuellement révéler : c'est le principe de l'apparition des paires particule-antiparticule dans les expériences de physique de haute énergie. Les modes électromagnétiques présents dans ce « vide » contribuent à l'énergie de ce « point zéro », mais l'insertion de deux plaques conductrices élimine certaines composantes et, par conséquent, diminue l'énergie de l'ensemble. Il en résulte une force d'attraction inversement proportionnelle à la puissance quatrième de la distance entre ces plaques : c'est la force de Casimir.

Prédite en 1948 par le théoricien néerlandais Hendrik Casimir, qui, après des travaux remarqués sur la théorie des supraconducteurs, était devenu directeur des laboratoires de recherche Philips, la force de Casimir a été observée en 1996 par le physicien américain Steve Lamoreaux, du laboratoire de l'université de Washington à Seattle.

Pour mettre en évidence l'attraction d'une sphère plaquée or par une plaque distante de quelques micromètres, Lamoreaux a utilisé un pendule de torsion fait d'une barre horizontale suspendue par un fil de tungstène, l'un des conducteurs étant fixé à cette barre. Le système était placé dans une enceinte à vide de un mètre de hauteur et de cinquante cinq centimètres de diamètre. L'application d'une tension électrique stabilisant la torsion du fil a permis de mesurer avec précision la force de vérifier la prédiction théorique à 5  p. 100 près et sa variation avec la distance.

Bernard PIRE

Pour citer cet article

Bernard PIRE, « CASIMIR EFFET  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le  . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-casimir/

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