scoperta: come far levitare piccoli oggetti

fonte: CORDIS Euroscienze


Potrebbe sembrare un episodio tratto da un romanzo di Harry Potter, ma non c’è nulla di immaginario in quanto scoperto da alcuni scienziati britannici sulla possibilità di far levitare piccoli oggetti. Il risultato di tale studio potrebbe avere vantaggi significativi per il settore della nanotecnologia.
Gli scienziati teorici dell’Università di St Andrews (Regno Unito) hanno scoperto di poter invertire una forza quantistica, nota come forza Casimir, che solitamente tiene insieme gli oggetti.
Il fenomeno, scoperto per la prima volta nel 1948, consiste in una forza fisica esercitata tra due oggetti separati dovuta alla risonanza dei campi energetici presenti nello spazio tra gli oggetti stessi. I campi tengono uniti gli atomi. Un esempio pratico di tale forza quantica è rappresentato dalla capacità del geco di attaccarsi alle superfici.
Pur non avendo ripercussioni sulla nostra vita quotidiana, tale forza fisica può avere implicazioni importanti nel campo della nanotecnologia.
«La forza Casimir è la causa primaria di attrito nel nanomondo, in particolare in alcuni sistemi microelettromeccanici», ha dichiarato il professor Ulf Leonhardt dell’istituto di fisica e astronomia dell’università.
«Tali sistemi svolgono già un ruolo importante, ad esempio i piccoli dispositivi meccanici che fanno gonfiare l’airbag dell’auto o che alimentano piccoli apparecchi “lab-on-chip” utilizzati per i test sugli stupefacenti o per analisi chimiche. Le micromacchine o le nanomacchine potrebbero funzionare meglio e praticamente senza attrito se si riuscisse a manipolare tale forza», ha aggiunto il professore.
Gli scienziati sono riusciti a invertire la forza collocando una piccola lente «perfetta» tra due oggetti. La lente è realizzata con un metamateriale artificiale che ha un indice di rifrazione negativo. Di conseguenza, riflette i raggi di luce in maniera opposta al normale e consente al metamateriale di modificare la risonanza nello spazio tra i due oggetti, invertendo pertanto la forza Casimir.
Un oggetto potrebbe pertanto fluttuare sull’altro alla distanza a cui la forza Casimir repulsiva del vuoto quantistico bilancia il peso del piatto; in pratica, il piatto è sospeso nel nulla. Secondo gli scienziati, la lente è sufficientemente forte da far levitare uno specchio di alluminio dello spessore di 500 nanometri.
«Per ridurre l’attrito nel nanomondo, il rimedio ultimo potrebbe consistere nel convertire l’attrazione della natura in repulsione. Invece di stare unite, le parti delle micromacchine leviterebbero», ha spiegato il professor Leonhardt.
Benché in linea di principio sia possibile far levitare anche gli esseri umani, secondo gli scienziati c’è ancora molta strada da fare prima che la tecnologia sia matura in tal senso.
«Al momento, la tecnologia lo rende possibile soltanto per microggetti, in quanto la forza quantistica in questione è ridotta e agisce soltanto a breve distanza. Per ora, la levitazione umana rimane prerogativa di cartoni animati, favole e racconti del paranormale», ha precisato il professor Leonhardt.

Documenti di Riferimento:
Sulla base di informazioni diffuse dall’Università di St Andrews e da fonti stampa («Physicsworld.com» e «The Scotsman»)

Per maggiori informazioni consultare:

www.st-andrews.ac.uk/~ulf/levitation.html

Acronimi dei Programmi:

MS-UK C