Calentamiento por fricción de Casimir-Lifshitz en un sistema de placas metálicas paralelas
Autores: Dedkov, George V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
La fuerza de fricción Casimir-Lifshitz entre cuerpos neutros en movimiento relativo, junto con el efecto de arrastre, provoca su calentamiento. Este artículo considera este calentamiento por fricción en un sistema de dos placas metálicas dentro del marco de la teoría electromagnética de fluctuaciones. Se han obtenido expresiones analíticas para la fuerza de fricción en los casos límite de baja (cero) temperatura y bajas y altas velocidades, así como expresiones generales que describen la cinética del calentamiento. Se muestra que la combinación de bajas temperaturas (< 10 K) y velocidades de 10-10 m/s proporciona las condiciones más favorables al medir la fuerza de fricción Casimir-Lifshitz a partir de mediciones de calor. En particular, la fuerza de fricción de dos discos coaxiales de oro de 10 cm de diámetro y 500 nm de grosor, uno de los cuales rota a una frecuencia de 10-10 rps (revoluciones por segundo), puede medirse utilizando el efecto de calentamiento de 1-2 K en menos de 1 min. Se discute un posible diseño experimental.
Descripción
La fuerza de fricción Casimir-Lifshitz entre cuerpos neutros en movimiento relativo, junto con el efecto de arrastre, provoca su calentamiento. Este artículo considera este calentamiento por fricción en un sistema de dos placas metálicas dentro del marco de la teoría electromagnética de fluctuaciones. Se han obtenido expresiones analíticas para la fuerza de fricción en los casos límite de baja (cero) temperatura y bajas y altas velocidades, así como expresiones generales que describen la cinética del calentamiento. Se muestra que la combinación de bajas temperaturas (< 10 K) y velocidades de 10-10 m/s proporciona las condiciones más favorables al medir la fuerza de fricción Casimir-Lifshitz a partir de mediciones de calor. En particular, la fuerza de fricción de dos discos coaxiales de oro de 10 cm de diámetro y 500 nm de grosor, uno de los cuales rota a una frecuencia de 10-10 rps (revoluciones por segundo), puede medirse utilizando el efecto de calentamiento de 1-2 K en menos de 1 min. Se discute un posible diseño experimental.