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Investigaciones geométricas del efecto Casimir

En la literatura, el fenómeno de un estado cambiante en vacío en presencia de objetos macroscópicos se llama efecto Casimir. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea ha arrojado luz sobre este aspecto de gran interés del vacío utilizando el formalismo de dispersiones múltiples.
Investigaciones geométricas del efecto Casimir
Lejos de estar vacío, la física moderna asume que el vacío contiene ondas electromagnéticas de todas las longitudes de onda que nunca se pueden eliminar del todo. Esto implica que el espacio vacío tiene cierta cantidad de energía.

Si se colocan espejos cara a cara en vacío, algunas de las ondas encajan entre ellos y las demás no. A medida que las superficies reflectantes se acercan entre sí, las ondas más largas dejan de encajar. Como resultado, la cantidad total de energía en el espacio vacío entre las placas será un poco menor que en cualquier otro lugar.

En el marco del proyecto MUFO (Multiscattering formalism: Casimir effect and related topics), financiado por la Unión Europea, un grupo de científicos estudió el efecto Casimir entre objetos compactos de geometrías distintas. Su estudio se centró en placas, así como en esferas y objetos con simetría axial.

Los científicos de MUFO analizaron cómo estos objetos se atraen entre sí, igual que dos objetos unidos por una cuerda en tensión se acercarían entre sí a medida que la energía almacenada en la cuerda disminuye. Además, analizaron las modificaciones del efecto Casimir entre esferas, lo cual corresponde a los átomos y colocados a lo largo del eje del cilindro.

Los científicos encontraron descripciones analíticas de las interacciones entre esferas y cilindros a distancias cortas y largas. Un punto esencial al determinar cómo dependen estas interacciones de la distancia fue la propagación espacial de las ondas electromagnéticas y cómo se dispersan de forma distinta en objetos con geometrías distintas.

El trabajo inicial de Hendrick Casimir, Fritz London y Dirk Polder in en los años treinta y cuarenta había identificado que las fluctuaciones electromagnéticas eran el origen de las interacciones de corto y largo alcance entre objetos polarizables. Estudios más recientes revelaron sus modificaciones, como el retardo y la no aditividad.

El equipo de MUFO estudió las fluctuaciones de los campos electromagnéticos que se generan a causa de la presencia de dieléctricos en un sistema de partículas cargadas. Utilizando la aproximación de fuerzas de proximidad, fue posible conocer con más detalle las fuerzas de Casimir en sistemas dentro y fuera del equilibrio.

Se espera que el trabajo de MUFO allane el camino hacia la exploración de fenómenos de Casimir más complejos. Los hallazgos del proyecto podrían afectar de forma importante a tecnologías emergentes en las que intervienen sistemas microelectromecánicos o procesamiento cuántico de la información.

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Palabras clave

Efecto Casimir, vacío, formalismo de dispersión múltiple, ondas electromagnéticas, MUFO
Número de registro: 188712 / Última actualización el: 2016-10-26
Dominio: Tecnologías industriales
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