Levitação quântica é possível em nanoescala

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/08/2007

Dois físicos teóricos da Universidade de St Andrews, Inglaterra, descobriram como reverter uma poderosa força de atração, conhecida como Força de Casimir, criando interessantes efeitos de levitação em nanoescala.

Só em nanoescala

Alguns sites divulgaram a pesquisa acompanhada de uma foto de levitação magnética em macroescala, um efeito ainda sem muitos resultados práticos e encontrável em diversos brinquedos e enfeites de mesa, sugerindo que os cientistas tivessem inventado uma fórmula para a levitação de grandes objetos. Mas o mecanismo proposto só funciona na escala de átomos e moléculas e no vácuo.

Ainda assim, a descoberta deverá ter um impacto significativo na nanotecnologia, ajudando a resolver problemas de lubrificação em sistemas microeletromecânicos (MEMS) e nanoeletromecânicos (NEMS), cujo funcionamento é atrapalhado por minúsculas partículas que tendem a grudar por todo lado.

Força de Casimir

A Força de Casimir é a responsável pela incrível capacidade que lagartixas e moscas têm de se fixar nas paredes e no teto. Os professores Ulf Leonhardt e Thomas Philbin propuseram um mecanismo por meio do qual essa força - que atua no reino da física quântica - pode ser revertida e passar a repelir as partículas, ao invés de fazê-las grudarem entre si.

Embora os químicos que trabalham com adesivos estejam há muito tempo tentando duplicar o funcionamento das patas das lagartixas, a força de atração molecular causa enormes problemas práticos na nanotecnologia, porque ela atrapalha o funcionamento de equipamentos construídos na escala dos nanômetros.

"A Força de Casimir é a causa fundamental da fricção no nano-mundo, em particular em alguns sistemas microeletromecânicos. Esses sistemas já desempenham um papel importante - por exemplo, os minúsculos dispositivos mecânicos que disparam os airbags dos carros ou que impulsionam os minúsculos lab-on-a-chip utilizados para os testes de medicamentos e análises químicas. Nanomáquinas e micromáquinas podem funcionar mais suavemente e com menos ou nenhuma fricção se for possível manipular essa força," explica o professor Leonhardt.

Materiais canhotos

A levitação em escala quântica pode ser obtida colocando-se uma lente especial entre dois minúsculos objetos. A lente é construída com os chamados materiais canhotos, uma espécie de metamaterial que possui um índice de refração negativo.

Os cientistas demonstraram que a Força de Casimir de duas placas condutoras podem reverter da atração para a repulsão se uma lente perfeita foi ensanduichada entre as duas. Utilizando materiais canhotos que operam na faixa visível do espectro eletromagnético, a força é suficiente para levitar espelhos ultra- finos.

A ficção da levitação

"No momento, na prática isso somente poderá se tornar possível para micro-objetos, levando-se em conta o estado atual da tecnologia, já que esta força quântica é pequena e age somente a curtas distâncias. Por enquanto, a levitação humana permanece como assunto de quadrinhos, contos de fadas e histórias paranormais," afirma o professor Leonhardt.

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