카시미르 효과 계산기
두 평행판 사이 간격과 넓이를 넣으면 진공 양자요동이 만드는 카시미르 힘(인력)을 계산합니다.
nm
cm²
판 사이에 걸리는 힘
0.0013N
서로 끌어당기는 인력입니다
단위 면적당 압력13.0013Pa
전체 힘0.0013N
P = π²ħc / (240d⁴) 로 계산합니다. 환산 플랑크 상수(ħ)와 빛의 속도(c) 두 상수와 간격(d)만으로 결정되며 판의 재질이나 다른 물질 상수는 들어가지 않습니다. 간격의 4제곱에 반비례해 간격이 2배가 되면 힘은 16분의 1로 줄어듭니다.
완전 도체·완전 평행 평판을 가정한 이론값입니다. 실제 재질(유한 전도도)·표면 거칠기·온도 보정을 더하면 실측값은 이 계산값과 다소 달라질 수 있습니다.
계산 방법
- 1두 평행판 사이 간격(나노미터)을 입력합니다.
- 2판의 넓이를 입력합니다.
- 3판 사이에 걸리는 힘과 단위 면적당 압력을 확인합니다.
자주 묻는 질문
완전 도체인 두 평행판을 진공 속에 아주 가깝게 두면 서로 끌어당기는 힘이 생기는 현상입니다. 1948년 헨드릭 카시미르가 예측했고 이후 실험으로 확인됐습니다.
양자장론에서 진공은 완전한 무(無)가 아니라 전자기장이 끊임없이 요동치는 상태입니다(영점 요동). 도체판이 경계조건이 되어 판 안쪽에서는 허용되는 요동의 파장이 제한되는 반면 바깥쪽은 제한이 없어, 안쪽 진공 에너지가 낮아지고 그 차이가 판을 끌어당기는 압력으로 나타납니다.
단위 면적당 힘(압력) P = π²ħc / (240d⁴)로 계산합니다. ħ(환산 플랑크 상수)와 c(빛의 속도) 두 상수와 간격 d만으로 결정되며, 판의 재질이나 다른 물질 상수는 들어가지 않습니다.
힘이 간격의 4제곱에 반비례하기 때문입니다. 간격이 2배가 되면 힘은 16분의 1로 줄어듭니다. 그래서 실험실에서 측정 가능한 크기가 되려면 나노미터 단위로 좁혀야 합니다.
알아두면 좋은 점
- H.B.G. Casimir(1948)의 원 예측 이래 표준 공식이며, arXiv 리뷰논문(quant-ph/0609145 등)과 Scholarpedia "Casimir Force" 항목을 WebSearch로 교차 확인했습니다(2026-09-05).
- ħ·c는 2019년 개정 SI 기준 정의값·CODATA 값이라 시간에 따라 바뀌지 않습니다.
- 완전 도체·평행 평판이라는 이상화된 조건의 이론값입니다. 실제 재질(유한 전도도)·거칠기·온도 보정이 들어가면 실측값은 이 계산값과 다소 달라질 수 있습니다.
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마지막 검증: 2026년 9월 5일 · 결과는 참고용 추정치입니다.