¡El Torque de Casimir Validado Experimentalmente por Primera Vez!
Frontal Image Credit: APS/Alan Stonebraker
Por Inés Urdaneta / Física e investigadora de Resonance Science Foundation
El efecto Casimir es una de las características más destacadas de la influencia del vacío cuántico en el mundo macroscópico, y es el responsable de la atracción de dos placas metálicas neutras separadas 1 micra. El efecto Casimir se ha abordado en artículos anteriores; se ha comprobado y medido en diversos montajes experimentales, pero ésta es la primera vez que se verifica experimentalmente un torque o giro asociado a este efecto. El llamado Torque de Casimir, predicho hace más de 40 años, es un torque mecánico entre dos materiales ópticamente anisótropos, y depende de las fluctuaciones electromagnéticas (EM) del vacío -conocidas como fluctuaciones de vacío- así como de la función dieléctrica de los materiales, que describe la capacidad de una propiedad de reorganización de la carga interna dentro del material.
Ópticamente anisótropo significa que el índice de refracción del material depende de la polarización y la dirección de propagación del campo electromagnético. Los materiales que cumplen esta condición se denominan birrefringentes.
Birrefringente significa con doble refracción, como muestra la imagen abajo, donde el cristal de calcita muestra tal propiedad, creando ese efecto óptico de doble refracción para el lápiz.
"Cuando los materiales son ópticamente anisotrópicos, las diferentes polarizaciones de la luz experimentan diferentes índices de refracción y se espera que se produzca un par de torsión que hace que los materiales giren hacia una posición de mínima energía"
La reorganización de la carga, también conocida como polarizabilidad, permite que un material responda a las fluctuaciones EM con una fuerza pequeña pero suficiente para girar mecánicamente y alinearse con la fuente de polarización. Mediante la elección de los materiales, los investigadores de la Universidad de Maryland lograron controlar la dirección -o signo- del torque, su fuerza y su dependencia con el ángulo de rotación y con la distancia de separación entre los materiales.
Montaje experimental utilizado en esta investigación. El cristal sólido birrefringente (calcita, niobita de litio, rutilo o vanadato de itrio) y un cristal líquido (5CB) Créditos: Nature https://doi.org/10.1038/s41586-018-0777-8
La interacción a través de las fluctuaciones del vacío se asocia comúnmente a fenómenos como las fuerzas intramoleculares y adhesivas, el efecto Casimir, entre otros. Las aplicaciones van desde las manipulaciones atómicas y nanoscópicas, hasta el controvertido accionamiento imposible (véase nuestro artículo detallado aquí).
RSF en perspectiva
Estos resultados publicados en Nature son de suma importancia, ya que pueden relacionarse directamente con el campo de Planck utilizando el modelo holo-fractográfico derivado por N. Haramein. En dicho modelo, el vacío se compone de vóxeles de Planck -denominados unidades esféricas de Planck (PSU)- que son los cuantos de acción o de momento angular, creando vórtices a escala de Planck, que se mueven coherentemente creando un efecto colectivo que puede inducir un par de torsión derivado de la transferencia de momento angular de los vórtices a las placas birrefringentes.
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