نانوماشین های کازیمیر

در این پایان نامه نانوماشین هایی را طراحی می کنیم که بر استفاده از نیروی کازیمیر عرضی مبتنی هستند. نیروی کازیمیر در اثر افت و خیز خلا میدان الکترومغناطیس به وجود می آید. در سال ???? کازیمیر پیش بینی کرد که دو صفحه غوطه ور در خلا همدیگر را جذب می کنند. به تازگی نشان داده شده است که دو صفحه با ناهمواری سینوسی به همدیگر نیروی عرضی کازیمیر وارد می کنند. ما نانوماشینی را مطالعه می کنیم که شامل یک استوانه ناهموار و دو صفحه ناهموار است. استوانه بین صفحات قرار گرفته است و تحت تاثیر نیروی کازیمیر عرضی صفحات قرار دارد. فرض می کنیم صفحات دارای حرکت نوسانی هستند. با اندازه گیری مشخصه های دینامیکی چرخ دنده می توانیم اختلاف پارامترهای نوسانی دو صفحه را اندازه بگیریم. بنابراین این سیستم به صورت یک حسگر مکانیکی عمل می کند. ما همچنین چرخ دنده- صفحه ناصاف را مطالعه می کنیم. فرض می کنیم که مکان صفحه بر حسب زمان به صورت پالس مثلثی است. صفحه ناهموار جابجایی خالص ندارد. نشان می دهیم که با انتخاب مناسب پارامترهای نانوماشین حرکت متوسط چرخ دنده یکسویه می شود. چرخ دنده می تواند یک وزنه خارجی را بالا ببرد. یک سیستم شامل چندین چرخ دنده در کنار صفحه ناهموار پیشنهاد می دهیم. چرخ دنده ها توسط فنرهای پیچشی به یکدیگر جفت شده اند. فرض می کنیم صفحه با سرعت ثابت حرکت می کند. نشان می دهیم که جفت شدگی ضعیف منجر به حرکت همنوای چرخ دنده ها می شود. سیستم می تواند وزنه های قوی تر از نیروی کازیمیر عرضی را جابجا کند. ما اثرات نویز گرمایی بر نانوماشین چرخ دنده- صفحه ناصاف را بررسی می کنیم. نشان می دهیم که حتی در حضور نویز، سیستم می تواند حرکت صفحه را یکسویه کند و وزنه خارجی را بالا ببرد.