Uma colaboração entre pesquisadores da University of Western Australia e da University of California Merced forneceu uma nova maneira de medir forças minúsculas e usá-las para controlar objetos.

A pesquisa, publicado hoje em Física da Natureza , foi liderado conjuntamente pelo Professor Michael Tobar, da Escola de Física da UWA, Matemática e Computação e Investigador Chefe do Centro de Excelência do Conselho de Pesquisa Australiano para Sistemas Quânticos Projetados e Dr. Jacob Pate da Universidade de Merced.

O professor Tobar disse que o resultado é uma nova forma de manipular e controlar objetos macroscópicos de uma forma sem contato, permitindo maior sensibilidade sem adicionar perda.

Antes considerado de interesse apenas acadêmico, esta pequena força - conhecida como força Casimir - está agora atraindo interesse em campos como metrologia (a ciência da medição) e sensoriamento.

"Se você pode medir e manipular a força Casimir em objetos, então ganhamos a capacidade de melhorar a sensibilidade à força e reduzir as perdas mecânicas, com potencial para impactar fortemente a ciência e a tecnologia, "Professor Tobar disse.

"Para entender isso, precisamos nos aprofundar na estranheza da física quântica. Na realidade, não existe um vácuo perfeito - mesmo em um espaço vazio a temperatura zero, partículas virtuais, como fótons, cintilar dentro e fora da existência.

"Essas flutuações interagem com objetos colocados no vácuo e são realmente aumentadas em magnitude à medida que a temperatura aumenta, causando uma força mensurável do "nada" - caso contrário, conhecida como força de Casimir.

"Isso é útil porque vivemos em temperatura ambiente. Agora mostramos que também é possível usar a força para fazer coisas legais. Mas, para fazer isso, precisamos desenvolver uma tecnologia de precisão que nos permita controlar e manipular objetos com essa força. "

O professor Tobar disse que os pesquisadores foram capazes de medir a força de Casimir e manipular os objetos através de uma cavidade fotônica de micro-ondas de precisão, conhecido como uma cavidade reentrante, à temperatura ambiente, usando uma configuração com uma membrana metálica fina separada da cavidade reentrante, primorosamente controlado para aproximadamente a largura de um grão de poeira.

"Por causa da força Casimir entre os objetos, a membrana metálica, que flexionou para frente e para trás, teve suas oscilações tipo mola significativamente modificadas e foi usado para manipular as propriedades da membrana e do sistema de cavidade reentrante de uma maneira única, " ele disse.

"Isso permitiu ordens de magnitudes de melhoria na sensibilidade da força e na capacidade de controlar o estado mecânico da membrana."