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Escamas de oro triangulares se pueden manipular utilizando misteriosas fuerzas cuánticas

George Zograf

Se han construido pequeños dispositivos dorados para controlar la luz utilizando extraños efectos cuánticos que se esconden en un espacio aparentemente vacío.

En 1948, el físico Hendrik Casimir teorizó que algunos objetos experimentan una atracción muy débil cuando se mantienen cerca unos de otros en el espacio debido a la parpadeos imperceptibles de cuántica campos en la brecha entre ellos. Desde entonces, los investigadores han confirmado esto. efecto casimir en el laboratorio. Betül Küçüköz en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia y sus colegas ahora han encontrado una manera de hacerlo útil.

Querían construir un cavidad que atrapa la luz utilizando dos piezas de oro colocadas paralelas entre sí, entre las cuales la luz rebotaría hacia adelante y hacia atrás sin poder escapar. Primero, crearon el extremo inferior de la cavidad imprimiendo un triángulo escamas de oro de entre 4 y 10 micras de tamaño sobre un pequeño trozo de vidrio. El extremo superior de la cavidad también incluía una escama de oro triangular, pero en lugar de sujetarla en su lugar con algún instrumento, los investigadores sumergieron la escama de oro montada en vidrio en una solución de agua salada que contenía escamas de oro triangulares adicionales y luego dejaron que las fuerzas que surgieran naturalmente haz el trabajo en su lugar.

Una de esas fuerzas fue la fuerza electrostática causada por las cargas eléctricas asociadas con la sal disuelta. El otro fue el efecto Casimir. Küçüköz dice que observó muchas ejecuciones de este experimento bajo el microscopio y siempre pudo ver el efecto Casimir en acción. Hizo que uno de los copos de oro que flotaban libremente se moviera hacia el impreso en el vidrio, y luego lo hizo girar sobre el copo impreso hasta que las huellas triangulares de los dos copos coincidieran.

Esto completó el montaje de la cavidad, que luego podría atrapar la luz. Los investigadores tenían mucho control sobre el proceso de formación de cavidades, afirma Küçüköz. Por ejemplo, utilizando diferentes concentraciones de sal, podrían adaptar la fuerza de la fuerza electrostática para crear cavidades con dimensiones ligeramente diferentes, con distancias entre las escamas que oscilan entre 100 y 200 nanómetros, cada una de las cuales podría atrapar luz de un color diferente.

Raúl Esquivel Sirvent de la Universidad Nacional Autónoma de México dice que la idea del autoensamblaje, que compara con arrojar un juego de Lego en una olla y hacer que surja una estructura sin siquiera presionar manualmente ninguna pieza, no es nueva. Pero dice que el experimento del equipo es más detallado y controlado que intentos anteriores de utilizar el efecto Casimir para propósitos similares. Sin embargo, el efecto Casimir puede ser tan sutil, dice Esquivel-Sirvent, que es posible que aquí también haya otros efectos no detectados en juego.

En el futuro, Küçüköz y sus colegas quieren utilizar sus cavidades como parte de experimentos más complejos con luz, incluidos algunos que implican colocar objetos dentro de la cavidad entre las dos hojuelas de oro.

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