Um novo artigo científico publicado, em parte, por um físico da Universidade do Novo México está lançando luz sobre uma estranha força impactando partículas no menor nível do mundo material.

A descoberta, publicado em Cartas de revisão física , foi formada por uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Professor Assistente da UNM Alejandro Manjavacas no Departamento de Física e Astronomia. Colaboradores do projeto incluem Francisco Rodríguez-Fortuño (King's College London, REINO UNIDO.), F. Javier García de Abajo (Instituto de Ciências Fotônicas, Espanha) e Anatoly Zayats (King's College London, REINO UNIDO.).

As descobertas estão relacionadas a uma área da nanofotônica teórica e da teoria quântica conhecida como Efeito Casimir, uma força mensurável que existe entre objetos dentro de um vácuo causado pelas flutuações das ondas eletromagnéticas. Quando estudado usando a física clássica, o vácuo não produziria nenhuma força nos objetos. Contudo, quando analisado usando a teoria quântica de campo, o vácuo é preenchido com fótons, criando uma força pequena, mas potencialmente significativa nos objetos.

"Esses estudos são importantes porque estamos desenvolvendo nanotecnologias em que chegamos a distâncias e tamanhos tão pequenos que esses tipos de forças podem dominar tudo o mais, "disse Manjavacas." Nós sabemos que essas forças Casimir existem, tão, o que estamos tentando fazer é descobrir o impacto geral que eles têm partículas muito pequenas. "

A pesquisa de Manjavacas expande o efeito Casimir ao desenvolver uma expressão analítica para a força Casimir lateral experimentada por nanopartículas girando perto de uma superfície plana.

Imagine uma pequena esfera (nanopartícula) girando sobre uma superfície. Enquanto a esfera fica mais lenta devido à colisão de fótons com ela, essa rotação também faz com que a esfera se mova em uma direção lateral. Em nosso mundo físico, o atrito entre a esfera e a superfície seria necessário para obter o movimento lateral. Contudo, o nanomundo não segue o mesmo conjunto de regras, eliminando a necessidade de contato entre a esfera e a superfície para que o movimento ocorra.

"A nanopartícula sofre uma força lateral como se estivesse em contato com a superfície, embora esteja realmente separado dele, "disse Manjavacas." É uma reação estranha, mas pode ter um impacto significativo para os engenheiros. "

Embora a descoberta possa parecer um tanto obscura, também é extremamente útil para pesquisadores que trabalham na sempre em evolução da indústria da nanotecnologia. Como parte de seu trabalho, Manjavacas diz que também aprendeu que a direção da força pode ser controlada mudando a distância entre a partícula e a superfície, uma compreensão que pode ajudar os engenheiros de nanotecnologia a desenvolver objetos em nanoescala melhores para a saúde, computação ou uma variedade de outras áreas.

Para Manjavacas, o projeto e esta última publicação são apenas mais um passo em frente em sua pesquisa sobre essas forças de Casimir, que ele tem estudado ao longo de sua carreira científica. Depois de receber seu Ph.D. da Universidade Complutense de Madrid (UCM) em 2013, Manjavacas trabalhou como pesquisador de pós-doutorado na Rice University antes de vir para a UNM em 2015.