Equilíbrio Casimir estável possibilitado por uma camada de revestimento de baixo índice de refração. (A) Ao revestir uma fina camada de Teflon em um substrato de ouro, um equilíbrio Casimir estável é formado de modo que uma nanoplaca de ouro possa ser presa em uma posição de equilíbrio em etanol. (B) Energia de interação de Casimir entre a nanoplaca de ouro e a superfície de ouro revestida com Teflon. A força de Casimir dada pela derivada da energia de Casimir em relação à distância é repulsiva em distâncias curtas e atraente em longas distâncias. (C) Espessura e perfil da superfície da nanoplaca de ouro ao longo da linha tracejada na imagem AFM inserida da placa de ouro. Crédito: Ciência (2019). DOI:10.1126 / science.aax0916
Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley encontrou uma maneira de fazer o efeito Casimir se atrair ou repelir dependendo do tamanho da lacuna entre dois objetos. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve sua técnica e possíveis aplicações.
O efeito Casimir, proposto pela primeira vez por Hendrik Casimir em 1948, é o fenômeno no qual duas pequenas superfícies próximas experimentam uma força que as aproxima. As flutuações quânticas dentro e fora da lacuna empurram as placas, mas porque aqueles que estão empurrando de fora são mais fortes, eles criam uma força atrativa entre as duas placas. O efeito Casimir é mais do que uma curiosidade, porque pode criar problemas em aplicações de nanotecnologia.
Apenas dois anos depois que Casimir propôs o efeito pela primeira vez, outros no campo começaram a fazer previsões sobre maneiras de combatê-lo - tornando-o repulsivo ao invés de atraente, por exemplo, no caso de fluidos e placas de metais refrativos inferiores. Então, em 2010, uma equipe do MIT sugeriu que deveria ser possível combater os efeitos atrativos e repulsivos para criar um estado de equilíbrio entre as duas placas. Neste novo esforço, os pesquisadores relatam que fizeram exatamente isso.
O trabalho envolvia revestir uma placa de ouro com Teflon e suspender um minúsculo floco de ouro em etanol logo acima dela. Eles explicam que, porque o Teflon tem um índice de refração menor do que o etanol, torna os dois materiais repulsivos. Mas a interação entre o floco de ouro e a placa de ouro era atraente, criando uma força contrária. Colocando todos os componentes na distância certa uns dos outros, eles foram capazes de atingir o equilíbrio. O sistema também permite alternar entre o estado de equilíbrio e um estado atraente ou repulsivo, movendo um ou mais dos materiais.
Os pesquisadores sugerem que sua técnica pode ser usada em dispositivos nanomecânicos ou mesmo em computadores, onde poderia ser usado para reduzir atrito, que é uma das principais causas de travamentos do computador.
© 2019 Science X Network