Em 1948, o físico holandês Hendrik Casimir tinha calculado que duas superfícies perfeitamente condutoras, separadas por vácuo deviam se atrair fracamente. Essa "força de Casimir" atrativa, confirmada depois experimentalmente, tem como origem as flutuações quânticas espontâneas que apresenta o campo eletromagnético no vácuo (ainda que esse campo seja nulo, em média). Com dois colegas, Federico Capasso, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, acaba de medir uma força de mesma natureza, porém repulsiva.

Vários físicos, em particular o soviético Evgeny Lifshitz, em 1956, tinham generalizado o cálculo de Casimir para materiais reais. Foram particularmente consideradas as forças exercidas entre sólidos ou líquidos separados por um fluido. Os teóricos predisseram, em 1961, que se as propriedades (mais precisamente, os índices de refração) dos materiais são bem escolhidas, a força de Casimir poderia ser repulsiva.

A equipe de F. Capasso lançou, assim, olhos sobre a força exercida entre a sílica e o ouro separados pelo bromobenzeno (C₆H₅Br), um líquido. Montou uma microbola de poliestireno, revestida com ouro, no cantilever de um microscópio de força atômica. Imerso em uma célula cheia de bromobenzeno, o cantilever é deslocado sobre uma placa de silício e se curva sob a ação da força entre a microbola e a placa. Seu desvio é medido utilizando a reflexão de um raio laser sobre a extremidade do cantilever.

Não obstante às incertezas experimentais e um certo desacordo entre valores experimentais e teóricos, F. Capasso e seus colegas conseguiram mostrar uma força de Casimir repulsiva, da ordem de 120 piconewtons quando a placa e a microbola estão separadas por vinte nanômetros. Além de seu interesse fundamental, essa força poderia encontrar aplicações em nanotecnologia. Com boas combinações de materiais, poder-se-ia obter uma força de Casimir, num primeiro instante repulsiva, depois, atrativa, numa maior distância; isso permitiria fazer levitar em um fluido uma superfície sobre uma outra, sendo reduzido ao mínimo o fricção entre as duas superfícies.

Visão artística sobre a maneira pela qual uma força de Casimir-Lifshitz repulsiva poderia fazer levitar sobre uma superfície uma bola mais densa que o fluido ambiente.

Créditos: Jay Penni e Federico Capasso.

PLScience, consultado em 04 fevereiro, 2009 (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia: "Measured long-range repulsive Casimir-Lifshitz forces", de autoria de J. N. Munday, F. Capasso e V. A. Parsegian, foi publicado na revista Nature, volume 457, págs. 170-173, 2009, DOI: 10.1038/nature07610.

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Levitação? Sim! Com a nanotecnologia.

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