Un model teòric descriu de manera generalitzada les forces del buit quàntic

Les fluctuacions quàntiques del camp electromagnètic en el petit espai comprès entre dos cossos neutres originen un dels fenòmens més intrigants de la naturalesa: l'anomenat efecte Casimir (Hendrik Casimir, 1948), que consisteix en l’atracció entre aquests dos cossos. L'efecte Casimir es produeix a causa de les forces de Casimir-Lifshitz, que poden ser tant d'atracció com de repulsió. Aquestes forces, que s’han pogut demostrar experimentalment, amb precisió, durant la darrera dècada, són negligibles a escala macroscòpica, però manifesten la seva importància en l’escala nanoscòpica.

 

Casimir: una nova explicació

En un treball publicat a la revista Physical Review Letters, liderat per investigadors de la Universitat de Barcelona, s’ha presentat un model teòric que descriu adequadament la mesura de les forces de Casimir-Lifshitz, tant en experiments d’atracció com de repulsió.

Els investigadors proposen una nova aproximació per calcular la força d’interacció entre dues superfícies amb una separació de l’ordre d’uns pocs nanòmetres. Per dur a terme el seu treball, han utilitzat el concepte de fotó i el principi d’incertesa quàntica. Aquest càlcul també ha permès superar la dificultat que planteja la configuració geomètrica dels sistemes experimentals. Així doncs, el resultat és una expressió generalitzada tant per a forces atractives com repulsives i per a valors arbitraris de distància i de temperatura.

En aquest treball hi han participat els investigadors Miquel Rubí i Agustín Pérez Madrid, del Departament de Física de la Matèria Condensada de la UB, així com Luciano C. Lapas, de la Universitat Federal d’Integració Llatinoamericana (Brasil).

 

Referència de l’article:

L. C. Lapas, A. Pérez Madrid, M. Rubí. «Theory of Casimir forces without the proximity-force approximation». Physical Review Letters, març de 2016. DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.110601

Public tags: