|
|
|
|
|
Masurand forta spatiului golSi, eventual, chiar inversand-o cu ajutorul nano-tehnologiei |
By Vlad Tarko, Senior Editor, Sci-Tech News
30th of June 2006, 10:10 GMT
Adjust text size:  
|
| |
Conform mecanicii cuantice, 'vidul' sau spatiul gol in care se misca atomii nu este de fapt gol, ci este plin cu particule cuantice care apar si dispar intr-una. Acest lucru conduce la o mare densitate de energie, numita energie de zero, si la o forta, numita forta Casimir, care actioneaza intre obiecte doar din cauza proprietatilor cuantice ale asa-zisului 'vid'. Efectul a fost prezis acum peste 50 de ani, insa a fost masurat pentru prima data de-abia in 1997, de catre Steve K. Lamoreaux si Umar Mohideen, cu numai trei ani inainte de moartea lui Casimir (la 91 de ani).
Chris Binns, profesor de nanotehnologie la Universitatea Leicester, explica: "Conform teoriei campurilor, fiecare particula este o excitare (o unda) a unui camp (de pilda, campul electromagnetic) care exista in vid si ceea ce noi detectam este numai energia acestor unde.
O analogie utila ar fi sa consideram universul observabil ca o masa de unde la suprafata unui ocean imaterial. Simturile noastre si intrumentele pot detecta numai undele de la suprafata si atunci pare ca orice incercare de a vedea ce este in adancime, vidul insusi, este sortita esecului. Dar nu-i chiar asa. Exista efecte subtile ale energiei de zero care conduc la fenomene observabile."
Un astfel de exemplu este o forta, prezisa in 1948 de un fizician olandez, Hendrik Casimir, care apare datorita energiei de zero. Daca pui doua oglinzi una in fata celeilalte in spatiul
gol, ele produc o perturbatie a fluctuatiilor cuantice ale vidului, rezultatul fiind o presiune care impinge oglinzile una spre cealalta.
Casimir si-a dat seama ca, atunci cand se tine cont de fluctuatiile cuantice ale vidului, nu trebuie luate in considerare decat undele a caror lungime de unda intra de un numar intreg de ori in spatiul dintre oglinzi. Pe masura ce spatiul dintre oglinzi este micsorat, din ce in ce mai putine unde contribuie la energia vidului acolo si, deci, apare o diferenta tot mai mare intre densitatea de energie intre oglinzi si in afara lor. Rezultatul este o mica forta care impinge oglinzile una spre cealalta - o forta care a fost masurata, dovedindu-se astfel ca fluctuatiile vidului chiar exista.
"Detectarea fortei Casimir nu este insa usor de facut, dat fiind ca efectul devine semnificativ numai cand oglinzile ajung la o distanta mai mica de 1 micrometru (cam a 50-a parte din grosimea unui fir de par). Producerea de suprafete suficient de paralele cu precizia necesara a trebuit sa astepte uneltele aduse de nanotehnologie."
Acum o noua investitie facuta la Leicester a adus universitatea intr-o pozitie de varf in ceea ce priveste masuratorile fortei Casimir. Cercetatorii au primit o bursa de 800,000€ de la programul european NEST (New and Emerging Science and Technology) condus de un consortiu al Marii Britanii, Frantei si Suediei.
Programul, numit Nanoscale, va folosi Microscopul Atomic cu vid inaintat instalat la Departamentul de Fizica si Astronomie pentru a masura forta Casimir in cazul unor cavitati cu forme complicate. Ei incearca sa descopere daca aceasta forta nu ar putea cumva fi folosita pentru sisteme de propulsie ale nano-masinilor.
"Aceasta cercetare va incerca sa depaseasca problema fundamentala a nano-masinilor, si anume ca aceste masini sunt formate din piese de marimea moleculelor, iar la acea scara totul este 'lipicios' si toate componentele care se ating au tendinta de a ramane lipite", a spus Binns. "Daca ar fi descoperita o metoda cu ajutorul careia sa poata fi transmisa o forta intre componente peste un mic spatiu gol intre ele, fara contact, atunci ar fi posibil ca nano-masinile sa functioneze fara sa se blocheze. Asemenea masini sunt astazi de domeniul SF si mai este mult pana cand sa putem crea masini care sa repare celule umane la nivel molecular. Intr-un anumit sens, marimea efectiva a energiei de zero nu este atat de importanta, din cauza ca tot restul se afla deasupra ei."
Noua instrumentatie de la Universitatea Leicester le va permite cercetatorilor sa extinda masuratorile la forme complexe si, pentru prima data, sa incerce sa inverseze forta Casimir. Acest lucru ar fi o descoperire extraordinara, din cauza ca forta Casimir este o proprietate fundamentala a vidului, iar inversarea ei ar fi similara cu inversarea gravitatiei. Din punct de vedere tehnologic, acest lucru nu ar avea relevanta decat la distante extrem de mici, insa ar revolutiona domeniul micro- si nano-masinilor.
RESURSE
Teleportarea cuantica - misterul artificial
Paradoxul calatoriei in timp a fost rezolvat
Primul test care demonstreaza ca teoria generala a relativitatii este gresita
Mecanica cuantica a devenit si mai ciudata
Magnetismul ciudat al protonului
In interiorul magnetilor
|
|
| Rating: |
|
Fair (2.9/5) |
10 vote(s) so far |
|
|
|
|
User opinions: |
 No user comments yet.  Be the first to express your opinion using the form below! |
|
|
