La levitación a escala microscópica podría llevar a dispositivos nanomecánicos.

Desde hace tiempo los magos han creado la ilusión de la levitación, o mantener objetos en el aire sin sujección ninguna. Ahora los científicos han hecho levitar realmente un objeto sin la necesidad de un apoyo externo. Trabajando en el nivel molecular, los investigadores confiaron en la tendencia de ciertas combinaciones de moléculas a rechazarse en un contacto cercano suspendiendo con eficacia una superficie sobre otra a una distancia microscópica.

Esta es una interpretación artística de la fuerza repulsiva de Casimir-Lifshitz entre materiales adecuados en un fluido que puede ser usado para levitar un objeto pequeño de densidad mayor que el líquido. En primer plano una esfera de oro aproximadamente del diámetro de un cabello humano, sumergida en Bromobenceno, levita por encima de una placa de sílice. Antecedentes: cuando la placa se sustituye por una de oro la levitación es imposible porque la fuerza de Casimir-Lifshitz es siempre atractiva entre materiales idénticos. (Crédito: Cortesía de el laboratorio de Federico Capasso, de Harvard Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas)

Los investigadores de la Universidad de Harvard y los Institutos Nacionales de Salud (NIH) han medido, por primera vez, una fuerza repulsiva la mecánica cuántica que se podría aprovechar y adaptados para una amplia gama de nuevas aplicaciones de la nanotecnología.

El estudio, dirigido por Federico Capasso, Robert L. Wallace, profesor de Física Aplicada en la Universidad de Harvard de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS), fueron publicadas en la revista  Nature.

El descubrimiento se basa en trabajos anteriores relacionados con lo que se llama la fuerza de Casimir. Aunque considerado durante mucho tiempo sólo de interés teórico, los físicos descubrieron que esta fuerza atractiva, causados por fluctuaciones cuánticas de la energía asociada con la incertidumbre del principio de  Heisenberg , llega a ser significativa cuando el espacio entre dos superficies metálicas,tales como dos espejos uno frente a  otro, mide menos que aproximadamente 100 nanómetros.

“Cuando dos superficies del mismo material, tales como oro, son separadas por vacío, el aire, o un líquido, la fuerza resultante es siempre atractiva,” explica Capasso.

En consonancia con la teoría cuántica, cuando los científicos  sustituyeron una de las superficies metálicas sumergidas en un fluido con una placa de sílice, la fuerza entre ellas cambió de atractiva a repulsiva. Consecuentemente, por primera vez, Capasso y sus colegas midieron lo que han considerado una “Fuerza repulsiva de Casimir”.

Para el experimento de Capasso, el equipo sumergió una esfera bañada en oro en un líquido y midió la variación de fuerza mientras la esfera era atraída hacia una placa metálica y luego era repelida desde una placa hecha de sílice.

Las “fuerzas repulsivas de Casimir son de gran interés puesto que pueden, al no existir el roce que dificulta el movimiento y que ocasiona el desgaste, sentar las bases para mejorar la maquinaria a nivel microscópico. Al alterar y combinar las moléculas, se podrían inventar diminutas máquinas para utilizarlas en cirugías, fabricación de alimentos, combustibles y en mejorar la velocidad de los computadores.

Capasso afirmó que la levitación es lo próximo. “Sólo tenemos que hacerlo”.

Fuentes y ampliación de contenidos:

– Sciencedaily: Levitation At Microscopic Scale Could Lead To Nanomechanical Devices Based On Quantum Levitation.

– Cienciakanija: Efecto cuántico repulsivo medido finalmente.

– Ecuadorciencia: Científicos de EU hallan forma de levitar objetos pequeños.

– News.yahoo: Científicos de EEUU aprenden a levitar objetos pequeños.

– Tecnoculto: La levitación es posible (a nivel ultramicroscópico).

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