ES2342582A1 - Procedure for the utilization of the casimir force. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Procedure for the utilization of the casimir force. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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Abstract

A procedure is proposed to obtain work from the casimir effect. The graph represents the cross section of two grooved metal sheets. The parallel internal surfaces experience the strength of casimir. If the sheet b remains fixed and the sheet a can only move in the indicated direction, the component of the casimir force in said direction will produce a displacement of a with respect to b. This fact can be used to design motors. Here we will propose two possible configurations. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Procedimiento para la utilización de la fuerza de Casimir.Procedure for the use of force from Casimir.

La presente invención se refiere a un procedimiento que permite la construcción de motores utilizando el efecto Casimir.The present invention relates to a procedure that allows the construction of engines using the Casimir effect

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Existen descripciones, alguna de ellas patentada, de dispositivos que permitirían obtener energía utilizando el efecto Casimir. Ninguno de ellos se ha construido jamás y, en cualquier caso, ninguno tiene nada que ver con el procedimiento que aquí se propone, salvo por la utilización del fenómeno físico mencionado.There are descriptions, some of them patented, of devices that would allow to obtain energy using the Casimir effect. None of them have been built never and in any case, none has anything to do with it procedure proposed here, except for the use of mentioned physical phenomenon.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

En la Figura 1 se representa la sección transversal de dos láminas metálicas paralelas, A y B. La fuerza de Casimir, F, entre estas láminas varía inversamente con la cuarta potencia de la distancia que las separa. Se ha medido a distancias del orden de 1 \mu m y menores. Si la lámina B permanece fija y se restringe el movimiento de la lámina A, de modo que sólo pueda moverse en la dirección de la flecha, la componente F_{L} de la fuerza de Casimir causará el desplazamiento de la lámina A en dicha dirección.Figure 1 shows the section transverse of two parallel metal sheets, A and B. The force of Casimir, F, between these sheets varies inversely with the fourth power of the distance that separates them. It has been measured at distances of the order of 1 µm and less. If sheet B remains fixed and it restricts the movement of the sheet A, so that it can only move in the direction of the arrow, the component F_ {L} of the Casimir force will cause the displacement of the sheet A in said address.

En la Figura 2 se representan, en sección transversal, dos láminas metálicas, o con un recubrimiento metálico en las caras enfrentadas. Dichas caras enfrentadas presentan un ranurado triangular, en virtud del cual tenemos una situación como la descrita en la Figura 1, pero multiplicada. El efecto, en cualquier caso, sería el deslizamiento de la lámina A en la dirección indicada por la flecha, si B permanece fija y A sólo puede moverse en dicha dirección. Las redes de difracción que se construyen en la actualidad, aunque con criterios de planaridad más exigentes, serían una buena realización de las láminas que estamos describiendo. Parámetros normales de dichas redes son un ángulo W = 6º y una densidad de ranuras N = 1.200/mm. La inversa de N sería la longitud L que aparece en la Figura 2. Los cálculos realizados en condiciones ideales, es decir, sin aplicar correcciones, irrelevantes aquí, muestran que la componente de la fuerza sobre la lámina A en la dirección del movimiento, y causa del mismo, vale, por cada centímetro cuadrado de lámina, 1,64 dinas si la separación D vale 100 nm, descendiendo a 0,23 dinas por centímetro cuadrado si se duplica la separación y a 0,025 dinas por centímetro cuadrado si se cuadruplica (D = 400 nm).In Figure 2 they are represented, in section transversal, two metallic sheets, or with a metallic coating on the faces facing each other. These facing faces have a triangular grooving, under which we have a situation like the one described in Figure 1, but multiplied. The effect, in in any case, it would be the sliding of the sheet A in the direction indicated by the arrow, if B remains fixed and A can only move in that direction. The diffraction networks that are they build today, although with more planarity criteria demanding, would be a good realization of the sheets that we are describing Normal parameters of these networks are an angle W = 6º and a groove density N = 1,200 / mm. The inverse of N would be the L length shown in Figure 2. The calculations made in ideal conditions, that is, without applying corrections, irrelevant here, show that the force component on the sheet A in the direction of movement, and cause of it, okay, for every square centimeter of sheet, 1.64 dynes if the separation D is worth 100 nm, falling to 0.23 dynes per square centimeter if the separation is doubled and at 0.025 dynes per square centimeter if quadruples (D = 400 nm).

Los resultados que acabo de exponer permiten la realización de dispositivos que aportan una fuerza (o un momento) de manera continua, es decir, la realización de motores.The results I have just presented allow the realization of devices that provide a force (or a moment) of continuous way, that is, the realization of engines.

Descripción de realizaciones preferidasDescription of preferred embodiments

En la Figura 3 se representan dos discos metálicos enfrentados. Uno de ellos, el de la derecha, está fijo. El de la izquierda puede girar libremente alrededor de su eje. Las caras enfrentadas, según se aprecia en el detalle, están ranuradas radialmente. Este ranurado es, naturalmente, de paso decreciente a medida que nos vamos aproximando al centro de los discos. De lo anteriormente expuesto deducimos la generación de un par, dirigido sobre el eje del disco móvil, cuyo valor dependerá de los parámetros del ranurado, de su extensión en cada disco y de la separación de los discos. Para unos discos de lcm de radio, ranurados a 6º a partir de 0,5 cm desde el eje, de modo que sea N = 1,200/mm en el borde del disco (cuando el radio vale 1 cm) y N = 2.400/mm cuando el radio vale 0,5 cm, el par proporcionado vale alrededor de 0,4 din.cm si la separación entre los discos es 200 nm, reduciéndose unas siete veces cuando la separación se duplica.In Figure 3 two disks are represented metal faced. One of them, the one on the right, is fixed. He from the left you can freely rotate around its axis. The facing faces, as seen in the detail, are grooved radially This grooving is, of course, of decreasing step to As we approach the center of the discs. Of what above we deduce the generation of a pair, directed on the axis of the mobile disk, whose value will depend on the parameters of the grooving, its extension in each disk and the separation of the discs. For lcm radio discs, grooved at 6º to from 0.5 cm from the axis, so that it is N = 1,200 / mm in the edge of the disc (when the radius is worth 1 cm) and N = 2,400 / mm when the radius is worth 0.5 cm, the torque provided is worth around 0.4 din.cm if the separation between the disks is 200 nm, reducing about seven times when the separation is doubled.

En la Figura 4 se representan, en sección transversal, dos cilindros metálicos uecos concéntricos, fijo el exterior, pudiendo girar libremente el interior alrededor de su eje.In Figure 4 they are represented, in section transverse, two concentric uecos metal cylinders, fixed the exterior, being able to freely rotate the interior around its axis.

Las superficies enfrentadas, es decir, la interna del exterior y la externa del interior, están ranuradas en dirección perpendicular al dibujo, es decir, en la dirección del eje de los cilindros, según se ve en el detalle. Esta configuración aportará un momento al eje móvil que dependerá de los parámetros del ranurado, de la separación de las superficies enfrentadas, del área de dichas superficies y, por último, del radio de los cilindros. Es fácil obtener una estimación de su valor.The facing surfaces, that is, the internal external and external internal, are grooved in direction perpendicular to the drawing, that is, in the direction of the axis of the cylinders, as seen in the detail. This configuration will contribute a moment to the mobile axis that will depend on the parameters of the grooved, of the separation of the facing surfaces, of the area of said surfaces and, finally, of the radius of the cylinders. Is Easy to get an estimate of its value.

Claims (5)

1. Procedimiento para la utilización de la fuerza de Casimir, basado en el aprovechamiento de la componente lateral de la misma, caracterizado por la disposición dos láminas metálicas en paralelo, inclinadas un cierto ángulo, definido en un plano perpendicular a ambas, respecto a una dirección contenida en dicho plano, que es la del movimiento que se desea conseguir. Este movimiento se consigue inmovilizando una de las láminas y restringiendo el movimiento de la otra, de modo que sólo pueda moverse en dicha dirección. Dimensionando dichas láminas de modo que, en su movimiento relativo, se esquive el contacto entre ambas, se puede aprovechar esta disposición, prolongándola en la dirección del movimiento con más láminas fijas dispuestas como la primera, a continuación de la misma, para conseguir que la componente F_{L}, en la dirección permitida, de la fuerza de Casimir, F, actúe sobre la lámina móvil continuadamente.1. Procedure for the use of the Casimir force, based on the use of the lateral component thereof, characterized by the provision of two parallel metal sheets, inclined a certain angle, defined in a plane perpendicular to both, with respect to a direction contained in said plane, which is the one of the movement that you want to achieve. This movement is achieved by immobilizing one of the plates and restricting the movement of the other, so that it can only move in that direction. By dimensioning said sheets so that, in their relative movement, the contact between them is avoided, this arrangement can be used, extending it in the direction of movement with more fixed sheets arranged like the first one, following it, to get the component F_ {L}, in the permitted direction, of the Casimir force, F, act continuously on the movable sheet. 2. Procedimiento para la utilización de la fuerza de Casimir, basado en el aprovechamiento de la componente lateral de la misma, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se disponen dos placas en paralelo, la una frente a la otra. Sobre las superficies enfrentadas de ambas placas se ha llevado a cabo un estriado similar al denominado en diente de sierra en las redes de difracción, es decir, constituido por surcos rectos paralelos, configurados de tal modo que, si nos desplazásemos por la superficie en dirección perpendicular a los mismos, encontraríamos una rampa plana que desciende hasta una cierta profundidad seguida de una subida abrupta hasta el nivel de la superficie original, nuevo descenso en rampa, y así sucesivamente; los planos de estas rampas se identifican con las láminas metálicas de la reivindicación 1, por lo que las placas deben ser metálicas o presentar un recubrimiento metálico en las caras enfrentadas. La geometría de las estrías viene determinada por el ángulo de bajada de la rampa, w, y por la anchura de la estría, L, valores que, juntos, determinan la profundidad máxima de la estría; las placas se disponen a una distancia D, medida entre los planos definidos por las crestas de los surcos, o sea, entre los planos originales, de tal manera que los surcos de las superficies enfrentadas sean paralelos, y de modo que los planos de las rampas lo sean también. De las dos placas, una permanece fija, y el movimiento de la otra se restringe a la dirección paralela a los planos originales y perpendicular a las estrías.2. Procedure for the use of the Casimir force, based on the use of the lateral component thereof, according to claim 1, characterized by the fact that two plates are arranged in parallel, facing each other. On the opposite surfaces of both plates, a grooving similar to the one called sawtooth has been carried out in the diffraction networks, that is, constituted by parallel straight grooves, configured in such a way that, if we moved along the surface in the direction perpendicular to them, we would find a flat ramp that descends to a certain depth followed by an abrupt ascent to the level of the original surface, new ramp descent, and so on; the planes of these ramps are identified with the metal sheets of claim 1, whereby the plates must be metallic or have a metallic coating on the facing faces. The geometry of the stretch marks is determined by the angle of descent of the ramp, w , and by the width of the groove, L , values that, together, determine the maximum depth of the groove; the plates are arranged at a distance D , measured between the planes defined by the ridges of the grooves, that is, between the original planes, such that the grooves of the facing surfaces are parallel, and so that the planes of the Ramps are too. Of the two plates, one remains fixed, and the movement of the other is restricted to the direction parallel to the original planes and perpendicular to the stretch marks. 3. Procedimiento para la utilización de la fuerza de Casimir, basado en el aprovechamiento de la componente lateral de la misma, según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la distancia D es del orden de 100 nm o inferior, la densidad de surcos es del orden de 1200/mm, o más, de modo que L es del orden de 0,8 \mum, o menos, y el ángulo de la rampa, w, es del orden de 6º, o menos, de modo que las profundidades de surco son del orden de 80 nm o inferiores.3. Procedure for the use of the Casimir force, based on the use of the lateral component thereof, according to claim 2, characterized in that the distance D is of the order of 100 nm or less, the density of grooves is of the order of 1200 / mm, or more, so that L is of the order of 0.8 µm, or less, and the ramp angle, w , is of the order of 6, or less, so that the groove depths are of the order of 80 nm or less. 4. Procedimiento para la utilización de la fuerza de Casimir, basado en el aprovechamiento de la componente lateral de la misma, según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por el hecho de que las placas son circulares, es decir, son discos, y el estriado se lleva a cabo en dirección radial. Para cada elemento de ambas superficies enfrentadas son válidas las consideraciones de las citadas reivindicaciones. Si se desea aprovechar toda la superficie de tales discos la anchura L de las estrías debe decrecer desde el borde al centro y, por lo tanto, deben también variar el ángulo w y/o la profundidad máxima de los surcos. De los dos discos, uno permanece fijo y al otro se le permite el giro alrededor del eje, común, de ambos.4. Procedure for the use of the Casimir force, based on the use of the lateral component thereof, according to claims 2 and 3, characterized by the fact that the plates are circular, that is, they are discs, and the Striated is carried out in radial direction. The considerations of the aforementioned claims are valid for each element of both facing surfaces. If it is desired to take advantage of the entire surface of such discs, the width L of the stretch marks must decrease from the edge to the center and, therefore, the angle w and / or the maximum depth of the grooves must also vary. Of the two discs, one remains fixed and the other is allowed to rotate around the common axis of both. 5. Procedimiento para la utilización de la fuerza de Casimir, basado en el aprovechamiento de la componente lateral de la misma, según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por el hecho de que las superficies enfrentadas y, por tanto, aquellas sobre las que se lleva a cabo el estriado, son la superficie interna de un tubo cilíndrico y la superficie lateral externa de otro tubo cilíndrico que se introduce en el primero, siendo coaxiales ambos elementos. Para cada elemento de ambas superficies enfrentadas son válidas las consideraciones de las citadas reivindicaciones. La dirección de los estriados es longitudinal, o sea, paralela al eje común de ambas superficies cilíndricas y el elemento móvil es, en este caso, el interior, al que se le permite girar sobre su eje.5. Procedure for the use of the Casimir force, based on the use of the lateral component thereof, according to claims 2 and 3, characterized by the fact that the facing surfaces and, therefore, those on which it carries out the striatum, they are the internal surface of a cylindrical tube and the external lateral surface of another cylindrical tube that is introduced in the first, both elements being coaxial. The considerations of the aforementioned claims are valid for each element of both facing surfaces. The direction of the striates is longitudinal, that is, parallel to the common axis of both cylindrical surfaces and the movable element is, in this case, the interior, which is allowed to rotate on its axis.
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