Equilibrio de Casimir estable gracias a una capa de revestimiento de índice de refracción bajo. (A) Al recubrir una fina capa de teflón sobre un sustrato de oro, Se forma un equilibrio de Casimir estable de modo que una nanoplaca de oro pueda quedar atrapada en una posición de equilibrio en el etanol. (B) Energía de interacción de Casimir entre la nanoplaca de oro y la superficie de oro recubierta de teflón. La fuerza de Casimir dada por la derivada de la energía de Casimir con respecto a la distancia es repulsiva en distancias cortas y atractiva en distancias largas. (C) Espesor y perfil de la superficie de la nanoplaca de oro a lo largo de la línea discontinua en la imagen AFM insertada de la placa de oro. Crédito: Ciencias (2019). DOI:10.1126 / science.aax0916
Un equipo de investigadores de la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley ha encontrado una manera de hacer que el efecto Casimir atraiga o rechace según el tamaño del espacio entre dos objetos. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su técnica y posibles aplicaciones.
El efecto Casimir, propuesto por primera vez por Hendrik Casimir en 1948, es el fenómeno en el que dos superficies diminutas muy próximas experimentan una fuerza que las acerca. Las fluctuaciones cuánticas dentro y fuera del espacio empujan contra las placas, pero porque los que empujan desde afuera son más fuertes, crean una fuerza de atracción entre las dos placas. El efecto Casimir es más que una curiosidad, porque puede crear problemas en las aplicaciones de la nanotecnología.
Solo dos años después de que Casimir propusiera por primera vez el efecto, otros en el campo comenzaron a hacer predicciones sobre formas de contrarrestarlo, haciéndolo repulsivo en lugar de atractivo, por ejemplo, en el caso de fluidos y placas de metales de menor refracción. Luego, en 2010, un equipo del MIT sugirió que debería ser posible contrarrestar los efectos tanto atractivos como repulsivos para crear un estado de equilibrio entre las dos placas. En este nuevo esfuerzo, los investigadores informan que han hecho precisamente eso.
El trabajo consistió en recubrir una placa de oro con teflón y suspender una pequeña escama de oro en etanol justo encima de ella. Explican que debido a que el teflón tiene un índice de refracción más bajo que el etanol, hace que los dos materiales sean repulsivos. Pero la interacción entre la escama de oro y la placa de oro fue atractiva, creando una fuerza contraria. Al colocar todos los componentes a la distancia adecuada, pudieron alcanzar el equilibrio. El sistema también permite cambiar entre el estado de equilibrio y un estado atractivo o repulsivo moviendo uno o más de los materiales.
Los investigadores sugieren que su técnica podría usarse en dispositivos nanomecánicos o incluso en computadoras. donde podría usarse para reducir la fricción, que es una de las principales causas de fallos informáticos.
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