Cientistas querem construir nanomáquinas alimentadas por energia do nada

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/07/2006

O Vazio

O que é o vazio? Esse é um problema que já foi religioso, foi considerado filosófico mas, há algum tempo, é um assunto seriamente considerado pelos físicos. Sem contar, é claro, os inúmeros casos de ficção científica construídos em cima da retirada de energia do "nada" ou, mais propriamente, do vácuo.

O enfoque é bem diferente das seculares tentativas de se construir o "moto contínuo", um aparato eletromecânico que seria capaz de se movimentar eternamente, sem nenhum fornecimento de energia externo - o que poderia ser também entendido como retirando energia do vazio.

De qualquer forma, uma nova pesquisa internacional, que será coordenada pela Universidade de Leicester, Inglaterra, deverá agitar mentes e corações das mais diversas inspirações e motivações. Mas, acima de tudo, deverá fazer nascer uma ciência de última geração.

Onde os átomos se movem

Os cientistas vão começar a explorar justamente o vácuo, ou o espaço vazio onde os átomos se movem. Segundo as teorias, o vácuo deve possuir uma gigantesca densidade de energia, conhecida como energia do ponto zero, ou força de Casimir.

A força de Casimir - batizada em homenagem ao físico holandês Hendrik Casimir, que previu sua existência em 1948 - é uma misteriosa interação entre os objetos, um produto direto das propriedades quânticas do vácuo, ou vazio absoluto.

Na física clássica, o vácuo é definido como a ausência total de matéria e energia. Já na física quântica, o vácuo é uma massa efervescente de partículas quânticas que aparecem e desaparecem constantemente do nosso universo observável. É justamente essa efervescência de partículas que dá ao vácuo uma densidade de energia inimaginável.

Nanocase

O projeto Nanocase está agora reunindo cientistas ingleses, franceses e suecos numa tentativa inovadora para medir a força de Casimir e descobrir meios de sua exploração e transmissão sem contato para movimentar nanomáquinas.

"A pesquisa irá ajudar a resolver um problema fundamental de todas as nanomáquinas - máquinas cujos componentes individuais são do tamanho de moléculas, uma dimensão na qual tudo é "grudento" e quaisquer componentes que entram em contato grudam uns nos outros. Se puder ser descoberto um método para transmitir forças através de um pequeno espaço, sem contato, então poderá ser possível construir nanomáquinas que funcionem livremente, sem virar uma bola de grude," explica o cientista Chris Binns.

A ciência já avançou bastante nos MEMS (dispositivos microeletromecânicos) e até em pequenas máquinas moleculares. Mas máquinas reais, capazes de executar tarefas de forma controlada, ainda permanecem no reino da ficção.

Os tratamentos contra o câncer já conseguem levar partículas diretamente a células tumorais. Mas os cientistas querem muito mais, como o conserto molecular de células danificadas. E isto exigirá a criação de máquinas moleculares ativas e controláveis.

Ponto Zero

Os cientistas do projeto Nanocase não estão interessados exatamente no valor real exato da energia do ponto zero. Mesmo porque, segundo as teorias atuais, seria impossível trabalhar diretamente com o ponto zero. De acordo com a física quântica, cada partícula nada mais é do que uma onda de um campo subjacente - um campo eletromagnético, por exemplo. Essa onda subsiste justamente sobre o vácuo e tudo o que é possível detectar é a energia dessa onda.

"Uma analogia útil é considerar nosso universo observável como uma massa de ondas boiando sobre um oceano, cuja profundidade é imaterial. Nossos sentidos e todos os nossos instrumentos somente conseguem detectar diretamente as ondas, de forma que tentar medir qualquer coisa que lhes esteja subjacente, o vácuo propriamente dito, é inviável," explica Binns.

Mas nem tudo está perdido. Os cientistas esperam medir os efeitos sutis que a energia do ponto zero causa em nosso universo. Como, por assim dizer, estamos boiando sobre ela, essa energia gera fenômenos detectáveis. O melhor exemplo é justamente a força de Casimir. Se dois objetos são colocados frente a frente no vácuo, eles produzem um distúrbio nas flutuações quânticas que resulta em uma pressão que tende a uni-los.

A grande dificuldade é que esses objetos têm que estar separados por apenas um micrômetro de distância. A seguir vem a necessidade de equipamentos capazes de medir as forças que atuam entre os objetos nesta escala. A nanotecnologia agora está trazendo soluções para esses problemas e os cientistas esperam finalmente conseguir fazer esses experimentos.

Antigravidade

Construir nanomáquinas parece ser um objeto que valha o investimento. Mas essa pesquisa poderá dar respostas ainda mais intrigantes e desafiadoras.

Será mesmo a força de Casimir uma propriedade fundamental do vácuo? E o que acontecerá se ela for revertida? Não representaria essa reversão uma reversão da própria força da gravidade?

Os cientistas alertam que, quaisquer que sejam as respostas, isto somente terá relevância em micro e em nanoescala - um reino no qual as distâncias envolvidas são infinitamente pequenas.

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