Naukowcy odkrywają, jak lewitują małe przedmioty
To może wyglądać jak pomysł z powieści o Harrym Potterze, ale w odkryciu dokonanym przez brytyjskich naukowców, że bardzo małe przedmioty lewitują, nie ma nic z fikcji. Oczekuje się, że to przełomowe odkrycie przyniesie istotne korzyści dla sektora nanotechnologii. Teoretycy z brytyjskiego Uniwersytetu w St Andrews odkryli, że są w stanie odwrócić siłę kwantową, znaną jako siła Casimira, która zwykle powoduje przyciąganie się przedmiotów. Zjawisko to, odkryte po raz pierwszy w 1948 r., wywołane jest siłą fizyczną działającą między dwoma odrębnymi obiektami, pojawiającą się w wyniku rezonansu przenikających wszystko pól energetycznych w przestrzeni między obiektami. Pola powodują, że atomy przywierają do siebie. Przykładem działania takiej siły kwantowej jest zdolność gekona do przylegania do powierzchni. Chociaż siła ta nie wpływa na nasze codzienne życie, może mieć poważne konsekwencje dla nanotechnologii. - Siła Casimira jest ostateczną przyczyną tarcia w nanoświecie, szczególnie w niektórych systemach mikroelektromechanicznych - mówi profesor Ulf Leonhardt z uniwersyteckiego Wydziału Fizyki i Astronomii. - Takie systemy już teraz odgrywają ważną rolę - na przykład małe mechaniczne urządzenia, które uruchamiają nadmuchiwanie poduszek powietrznych w samochodzie, albo takie, które zasilają urządzenia "zminiaturyzowanej techniki laboratoryjnej" stosowane do badania leków lub analiz chemicznych. Zdolność do manipulowania tą siłą sprawiłaby, że maszyny w skali mikro lub nano działałyby bardziej płynnie, a występujące w nich siły tarcia byłyby mniejsze lub w ogóle wyeliminowane - dodał profesor. Naukowcom udało się odwrócić tę siłę przez umieszczenie między dwoma obiektami małej "doskonałej" soczewki. Soczewka wykonana jest ze sztucznego metamateriału o ujemnym współczynniku załamania. To powoduje odgięcie wiązki światła w kierunku odwrotnym niż normalnie i sprawia, że metamateriał może modyfikować rezonans w szczelinie między dwoma obiektami, odwracając w ten sposób siłę Casimira. Jeden przedmiot może teraz zawisnąć nad drugim w odległości, na której siła odpychania Casimira w próżni kwantowej równoważy ciężar płytki; płytka unosi się, całkiem dosłownie, na niczym. Naukowcy twierdzą, że soczewka jest na tyle silna, by spowodować lewitację aluminiowego zwierciadła o grubości 500 nanometrów. - Przekształcenie przyciągania w przyrodzie na odpychanie mogłoby stać się najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia tarcia w nanoświecie. Cząsteczki mikromaszyn, zamiast przywierać do siebie, będą się unosić - powiedział profesor Leonhardt. Chociaż w zasadzie ludzie też mogliby lewitować, naukowcy mówią, że do opracowania technologii dla takich wyczynów jest jeszcze daleko. - W obecnej chwili i przy obecnej technologii w praktyce będzie to tylko możliwe w przypadku wyjątkowo małych obiektów, ponieważ siła kwantowa jest mała i działa tylko na małą odległość. Na razie lewitacja ludzi pozostaje więc domeną filmów rysunkowych, bajek i opowieści o zjawiskach paranormalnych - powiedział profesor Leonhardt.
Kraje
Zjednoczone Królestwo