05/Jul/07

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Cómo puede usarse la luz para operar micromáquinas de forma remota

Un equipo de investigación dirigido por Umar Mohideen, físico de la Universidad de California en Riverside, ha demostrado en el laboratorio que la fuerza de Casimir (la pequeña fuerza de atracción que actúa por ejemplo entre dos placas paralelas conductoras, no cargadas, muy cerca la una de la otra) puede ser cambiada usando un haz de luz, haciendo posible el accionamiento remoto de micromáquinas.

La fuerza de Casimir es una consecuencia de la modificación de las propiedades de los "fotones virtuales". Mientras que un fotón es una partícula portadora de interacciones electromagnéticas, un fotón virtual es una partícula que existe por tan breve intervalo de tiempo, como intermediaria en un proceso, que nunca puede ser observada directamente.

Como los fotones virtuales están siempre presentes en el espacio vacío, estudiar la fuerza de Casimir permite a los físicos aprender sobre las propiedades de la naturaleza cuántica del espacio.

En su estudio, Mohideen y sus colegas usaron una bola y una placa plana para simular las dos placas paralelas. Donde la bola y la placa están cercanas entre sí, las superficies son consideradas como casi paralelas para las distancias microscópicas. En cada uno de sus experimentos, la bola (de un diámetro de 200 micras) estaba hecha de oro, un metal químicamente limpio que no se deslustra; sólo el material que constituyó la placa plana varió de experimento en experimento.

En uno de los experimentos, los investigadores usaron una placa de silicio, un material normalmente utilizado en la industria de los semiconductores, y midieron el número de electrones en la placa. Compararon entonces la fuerza de Casimir que se producía cada vez entre la bola de oro y cada una de una serie de placas de silicio con cantidades diferentes de electrones cada una. Encontraron que la fuerza de Casimir medida era diferente entre la bola y cualquier par de placas de silicio, sólo cuando el número de electrones de una placa era por lo menos 10.000 veces mayor que el número de electrones en la segunda placa.

Luego los investigadores experimentaron con la bola de oro y una placa de silicio con idéntico número de electrones en ellas. Aplicando un haz de luz sobre la placa, fueron capaces de cambiar su número de electrones en una magnitud suficiente para cambiar la fuerza de Casimir entre la placa y la bola. Cuando la luz es absorbida por el silicio, los fotones se convierten en cargas positivas y negativas. Es el aumento del número de electrones (las cargas negativas) lo que incrementa la fuerza de Casimir.

Partiendo del resultado de esta investigación, ahora debiera ser posible fabricar sondas especiales que puedan verificar los cambios en la densidad de electrones. Puede servir también como punto de partida para fabricar nuevas micromáquinas capaces de ser controladas de forma remota, simplemente utilizando la luz.

Fuente: Amazings.com . Aportado por Francisco Costantini