Observan una extraña fuerza capaz de mover nanopartículas a distancia

Han descubierto que el efecto Casimir puede mover una esfera que no está en contacto con ninguna superficie.

Imagine una pequeñísima esfera que apenas mide unos nanómetros (un millón de veces menos que un milímetro).

La esfera está rodando sobre una superficie plana pero no llega a tocarla, por lo que no experimenta ningún rozamiento y se queda en el sitio donde está.

Pues bien, existe un extraño fenómeno, llamado efecto Casimir, que hace que la esfera experimente un desplazamiento lateral, aunque la bola no llegue a tocar la superficie de abajo.

Un equipo internacional de físicos ha publicado un nuevo artículo en la revista «Physical Review Letters» en el que han tratado de analizar la naturaleza de esta extraña fuerza de Casimir.

En concreto, han desarrollado un modelo matemático para describir este efecto cuando una nanopartícula gira sobre sí misma en una superficie plana. ¿Para qué?

«Estos estudios son importantes porque en la actualidad se están desarrollando nanotecnologías donde estamos entrando en distancias y tamaños que son tan pequeños que este tipo de fuerzas pueden dominarlo todo», ha explicado en un comunicado Alejandro Manjavacas, investigador en la Universidad de Nuevo México (Estados Unidos).

«Sabemos que esas fuerzas de Casimir existen, así que estamos tratando de averiguar cuál es el impacto que tienen sobre las partículas más pequeñas».

Este efecto de Casimir describe a una fuerza que existe entre objetos separados por un vacío cuántico, una situación de mínima energía en la que se suele considerar que no hay partículas.

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Según la concepción clásica de la física, el vacío no produciría ninguna fuerza sobre la esfera. Pero si se usa la teoría cuántica de campos, el vacío está lleno de fotones.

Y resulta que estos sí tienen capacidad para ejercer una pequeña fuerza sobre los objetos.

Por eso surge el efecto Casimir. Ahí, a medida que los fotones impactan contra la bola se genera una fuerza lateral.

«La nanopartícula sufre una fuerza lateral, como si estuviera en contacto de una superficie, incluso cuando está realmente separada de ella», ha dicho Manjavacas.

«Es una reacción extraña, pero creo que podemos concluir que será muy importante para los ingenieros tenerla en cuenta».

Y aún hay más. Los investigadores averiguaron que se puede decidir en qué dirección se mueve la esfera que está girando con tan solo cambiar la distancia que la separa de la superficie situada bajo ella.

Los autores del estudio han sugerido que conocer este extraño fenómeno puede ser interesante para desarrollar nanopartículas útiles para la investigación biomédica o el desarrollo de computadores, entre otras áreas.

Fuente: ABC