Controllo dell’energia quantistica per muovere gli oggetti

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Effetto Casimir: energia “dal nulla” per muovere oggetti. L’effetto Casimir, la forza che “dal nulla” sa esercitare influenza sullo spazio, può essere adoperato dagli scienziati per muovere oggetti e migliorare le misurazioni.

Una collaborazione tra ricercatori dell’Università dell’Australia occidentale e dell’Università della California Merced ha fornito un nuovo modo per misurare forze minuscole e usarle per controllare gli oggetti.

La ricerca, pubblicata ieri su Nature Physics ( “Casimir spring and dilution in macroscopic cavity optomechanics”), è stata un bel lavoro di squadra. Il professor Michael Tobar, della School of Physics, Mathematics and Computing della UWA e il dott. Jacob Pate dell’Università di Merced hanno unito gli sforzi per controllare l’effetto Casimir.

Il professor Tobar ha affermato che il risultato ha permesso un nuovo modo di manipolare e controllare gli oggetti macroscopici senza contatto, consentendo una maggiore sensibilità senza aggiungere perdite.

Cos’è l’effetto Casimir

Un tempo ritenuta di interesse esclusivamente accademico, questa piccola forza nota come effetto Casimir sta ora attirando l’interesse in campi come la metrologia (la scienza della misurazione) e il rilevamento.

L’effetto Casimir
L’effetto Casimir

“Se riusciremo a misurare e manipolare la forza Casimir sugli oggetti, avremo la capacità di migliorare la sua sensibilità riducendo le perdite meccaniche. La cosa avrà un buon impatto su energia, scienza e tecnologia”, ha affermato il professor Tobar.

Per capire di cosa si tratta, va fatta una premessa: nel “nulla” non c’è il nulla. In realtà non esiste un vuoto perfetto. Anche nello spazio vuoto a temperatura zero, particelle virtuali come i fotoni esercitano un’influenza e fluttuano.

“Queste fluttuazioni interagiscono con gli oggetti posti nel vuoto e in realtà sono aumentati in grandezza all’aumentare della temperatura, causando una forza misurabile dal “nulla”. Questa foto è nota come effetto Casimir.

“Ora abbiamo dimostrato che è anche possibile usare la forza per fare cose interessanti,” dice il ricercatore. “Ma per farlo, dobbiamo sviluppare una tecnologia di precisione che ci consenta di controllare e manipolare gli oggetti con questa forza.”

Il professor Tobar ha affermato che i ricercatori sono stati in grado di misurare l’effetto Casimir e manipolare gli oggetti attraverso una cavità fotonica a microonde di precisione.

Un dispositivo noto come cavità rientrante, a temperatura ambiente, ha “mosso” una sottile membrana metallica a distanza grande come un granello di polvere.

“Abbiamo sfruttato l’effetto Casimir tra gli oggetti. Questo ci ha permesso ordini di grandezza di miglioramento della sensibilità della forza e la capacità di controllare lo stato meccanico della membrana.”

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