Identificado material capaz de fazer levitação quântica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/04/2012

A força de Casimir atrai duas placas idênticas, mas alterações na geometria e nas propriedades do material de uma das placas pode inverter o sentido da força.
[Imagem: Leonhardt/Philbin]

Benção e maldição

Em 1948, o físico holandês Hendrik Casimir calculou que dois espelhos colocados um diante do outro no vácuo atrair-se-iam mutuamente.

Essa força misteriosa surge da energia das partículas virtuais que pululam do vácuo, existindo e desaparecendo continuamente.

Depois de permanecer apenas na teoria durante muito tempo, nos últimos anos cientistas já usaram essa energia do vácuo quântico para produzir luz, enquanto outros propõem utilizá-la para construir nanomáquinas alimentadas pela tal "energia do nada".

A força de Casimir pode ser misteriosa, mas é muito incômoda: essa atração entre objetos muito pequenos destrói rapidamente as MEMS e as nanomáquinas devido ao atrito, ou simplesmente porque as micro e nano peças grudam umas nas outras.

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Levitação prática

Agora, Norio Inui, da Universidade de Hyogo, no Japão, calculou que, sob certas circunstâncias, uma reversão na direção do efeito Casimir será suficiente para levitar uma placa extremamente fina.

A possibilidade prática da chamada levitação quântica, que foi prevista por cientistas brasileiros, foi demonstrada pela primeira vez em 2009:

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O pesquisador japonês disse que a coisa pode ser mais simples e mais poderosa: em vez de uma medição que demonstra sua possibilidade, ele descreveu um sistema onde a levitação pode ocorrer de forma direta e prática.

Segundo ele, a força de Casimir atrai duas placas idênticas, mas alterações na geometria e nas propriedades do material de uma das placas pode inverter o sentido da força.

Uma placa de granada de ferro-ítrio pode fazer levitar uma placa de ouro de mesma espesssura meio micrômetro acima.
[Imagem: Cortesia de NT-MDT]

Aplicações da levitação

Inui calculou que uma placa feita de um material chamado granada de ferro-ítrio ( YIG - yttrium iron garnet) pode fazer levitar uma placa de ouro meio micrômetro acima.

Um elemento-chave da descoberta é que a força repulsiva, ou a capacidade da ferrita de ítrio de gerar a levitação, aumenta conforme sua espessura diminui.

Isto seria muito conveniente, uma vez que o peso da placa e, consequentemente, a magnitude da força necessária para levitá-la, diminui com a espessura.

Se os cálculos de Inui resistirem aos testes, haverá pela primeira vez a possibilidade de construção de nanomáquinas e nanorrobôs que não travem depois de apenas alguns minutos de funcionamento.

Mas haverá também efeitos de largo alcance no aumento da precisão de equipamentos, como giroscópios levitantes, e nas medições de experimentos científicos, incluindo a comunicação do mundo quântico com o mundo clássico:

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