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Física
Cómo Puede Usarse la Luz Para
Operar Micromáquinas de Forma Remota
3 de
Julio de 2007.
 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.
Información adicional en:
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