Der Casimir-Effekt ist ein quantenmechanisches Phänomen, das eine Anziehungskraft zwischen zwei ungeladenen, parallelen, leitfähigen Platten im Vakuum beschreibt. Dieses Phänomen wurde 1948 vom niederländischen Physiker Hendrik B. G. Casimir vorhergesagt und ist eine direkte Konsequenz der Quantenfeldtheorie, insbesondere der Vakuumfluktuationen im elektromagnetischen Feld. Entgegen der klassischen Vorstellung ist das Vakuum nicht völlig leer, sondern erfüllt von sogenannten virtuellen Teilchenpaaren, die ständig entstehen und vergehen und dabei elektromagnetische Felder erzeugen, die fluktuieren.

Die Ursache des Casimir-Effekts liegt in der Begrenzung der erlaubten Wellenlängen der Vakuumfluktuationen zwischen den Platten. Innerhalb des schmalen Spaltes zwischen den Platten können nur elektromagnetische Wellen existieren, deren Wellenlänge ein ganzzahliges Vielfaches des Plattenabstands ist – ähnlich wie bei stehenden Wellen in einem Resonator. Außerhalb der Platten hingegen sind alle Wellenlängen der Vakuumfluktuationen erlaubt. Dies führt zu einem Ungleichgewicht des Strahlungsdrucks: Die Dichte der virtuellen Photonen und damit der Energiedichte ist außerhalb der Platten höher als innerhalb. Der daraus resultierende Netto-Druckunterschied drückt die Platten zusammen, wodurch eine messbare Anziehungskraft entsteht.

Die Casimir-Kraft ist extrem gering und wird erst bei sehr kleinen Abständen zwischen den Platten (im Bereich von Nanometern) signifikant. Sie ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Plattenabstands, was bedeutet, dass sie mit abnehmendem Abstand exponentiell zunimmt. Obwohl der Effekt bereits 1948 theoretisch beschrieben wurde, konnte er erst in den späten 1990er Jahren experimentell präzise bestätigt werden, da die Messung dieser winzigen Kräfte eine extrem hohe Präzision erfordert. Die ersten überzeugenden experimentellen Bestätigungen erfolgten unter anderem durch Steve Lamoreaux im Jahr 1997.

Die Bedeutung des Casimir-Effekts reicht über die reine Bestätigung der Quantenfeldtheorie hinaus. Er spielt eine Rolle in der Nanotechnologie, insbesondere bei Mikro- und Nanosystemen (MEMS/NEMS), wo die Casimir-Kräfte bei sehr kleinen Bauteilabständen zu unerwünschten Effekten wie dem „Sticking“ (Aneinanderhaften) beweglicher Komponenten führen können. Ingenieure müssen diese Kräfte berücksichtigen, um die Funktionalität solcher Geräte sicherzustellen. Es gibt auch Forschungen zu Möglichkeiten, den Casimir-Effekt für neuartige Technologien zu nutzen, beispielsweise für Casimir-Motoren oder zur Manipulation von Nanostrukturen, obwohl praktische Anwendungen in diesem Bereich noch sehr spekulativ sind. Darüber hinaus ist der Casimir-Effekt eng mit anderen fundamentalen Konzepten der Physik, wie der Nullpunktenergie und den Van-der-Waals-Kräften, verbunden, wobei letztere oft als Spezialfall des Casimir-Effekts für größere Abstände und komplexere Geometrien betrachtet werden können.