Físicos encontram uma força inesperada agindo sobre nanopartículas no vácuo
Pesquisadores da Universidade do Novo México descobriram uma força nova que atua sobre nanopartículas no vácuo, permitindo que elas sejam empurradas pelo “nada”.
Em outras palavras, parece que a física quântica está nos mostrando que o “nada”, como nós gostamos de pensar nele, não existe de fato – até mesmo os vazios estão cheios de pequenas flutuações eletromagnéticas.
Como pode um vácuo transportar força?
Uma das primeiras coisas que aprendemos na física clássica é que em um vácuo perfeito – um lugar inteiramente desprovido de matéria – o atrito não pode existir, porque o espaço vazio não pode exercer uma força sobre os objetos que viajam através dele.
Mas, nos últimos anos, os físicos quânticos mostraram que os vácuos são na verdade preenchidos por pequenas flutuações eletromagnéticas que podem interferir com a atividade dos fótons – partículas de luz – e produzir uma força mensurável sobre os objetos.
Isto é chamado de Efeito Casimir, predito primeiramente em 1948. Agora, o novo estudo mostrou que este efeito é ainda mais poderoso do que imaginávamos.
Implicações
O Efeito Casimir só pode ser mensurável na escala quântica, mas influencia o nosso mundo visível também.
“Esses estudos são importantes porque estamos desenvolvendo nanotecnologias com distâncias e tamanhos tão pequenos que esses tipos de forças podem dominar tudo”, disse o pesquisador Alejandro Manjavacas, da Universidade do Novo México, nos EUA. “Sabemos que essas forças de Casimir existem, então, o que estamos tentando fazer é descobrir o impacto global que têm sobre partículas muito pequenas”.
O estudo
Para descobrir isso, a equipe verificou o que acontecia com nanopartículas girando perto de uma superfície plana no vácuo. O que eles descobriram foi que o Efeito Casimir pode realmente empurrar essas nanopartículas lateralmente – mesmo que não estivessem tocando a superfície.
Isso é um pouco estranho, mas imagine a seguinte cena: você tem uma pequena esfera girando sobre uma superfície que está constantemente sendo bombardeada com fótons. Enquanto os fótons retardam a rotação da esfera, também fazem com que ela se mova em uma direção lateral.
No mundo da física clássica, a fricção seria necessária entre a esfera e a superfície para conseguir esse movimento lateral, mas o mundo quântico não segue os mesmos princípios.
“A nanopartícula experimenta uma força lateral como se estivesse em contato com a superfície, mesmo que esteja realmente separada dela”, explica Manjavacas. “É uma reação estranha, mas que pode ter um impacto significativo para os engenheiros”.
Aplicações
A descoberta poderia desempenhar um papel importante no desenvolvimento de tecnologias cada vez menores, bem como computadores quânticos.
Curiosamente, os pesquisadores conseguiram controlar a direção da força mudando a distância entre a partícula e a superfície, o que poderia ser útil para engenheiros e pesquisadores que estão constantemente procurando maneiras eficazes de manipular a matéria em nanoescala.
Os resultados do estudo precisam ser replicados e verificados por outras equipes de pesquisa. Mas o fato de que agora temos provas de uma intrigante nova força que poderia ser usada para direcionar nanopartículas dentro do “nada” é bastante emocionante.
A pesquisa foi publicada na revista científica Physical Review Letters. [ScienceAlert]
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O vácuo do nosso universo é diferente do extra universo. Esta força não deve existir no extra. Lá só existe energia. A matéria escura atua