Un chip capaz de aprovechar la misteriosa Fuerza de Casimir

La Fuerza de Casimir es una interacción misteriosa entre los objetos que proviene directamente de las propiedades cuánticas de lo que llamamos "vacío". Dentro de la física clásica, el vacío es la simple ausencia de toda materia y energía, mientras que en la teoría cuántica es una masa hirviente de partículas cuánticas o virtuales que constantemente aparecen y desaparecen de nuestro universo observable. Estas fluctuaciones le dan al vacío una energía que se puede aprovechar, aunque sea de manera indirecta.

El equipo de Ivan Kravchenko, del Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge (ORNL) en Tennessee, ha demostrado por vez primera la viabilidad del concepto de un chip compacto de silicio que aprovecha la energía de la Fuerza de Casimir.

Esta fuerza, cuyos efectos sólo son significativos a escala minúscula, hace que, por ejemplo, dos hipotéticas superficies de metal separadas por una distancia ínfima, se atraigan espontáneamente, por causas no atribuibles a la atracción gravitacional entre ambos objetos. Esas partículas virtuales que aparecen y desaparecen de nuestro universo observable empujan los objetos desde el exterior hacia el interior, y también desde el interior hacia el exterior. Sin embargo, sólo las partículas virtuales de las longitudes de onda más cortas pueden encajar en el espacio entre los objetos, de manera que, a raíz de los efectos causados por las partículas virtuales, la presión total hacia el exterior es ligeramente menor que la presión total hacia el interior. En otras palabras, las fluctuaciones se hacen mayores cerca de superficies, y un átomo neutro aislado y cercano las experimentará como una sutil atracción, como una minúscula perturbación que, sin embargo, a escala también minúscula, puede constituir una fuente importante de fricción. El resultado, en el ejemplo expuesto, es que los objetos son forzados a entrar en contacto físico.

Esta enigmática fuerza, descubierta en 1948 y medida por vez primera hace más de una década, es tan débil que sólo la miniaturización progresiva de la tecnología registrada en los últimos años ha hecho que los ingenieros sean conscientes del alcance de la Fuerza de Casimir, capaz de hacer que piezas diminutas móviles en micromáquinas se peguen entre sí, provocando problemas de funcionamiento.

Desde entonces, el Efecto Casimir ha sido visto a menudo más como un obstáculo que como una fuente de oportunidades, y bastantes investigaciones pioneras sobre formas de lidiar con él han estado orientadas a esquivar su fuerza, como por ejemplo en éstas sobre las que los redactores de NCYT de Amazings escribimos dos artículos, publicados el 8 de septiembre de 2008 (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/080908a.html) y el 23 de junio de 2010 (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/230610c.html). El estudio presentado ahora por el equipo de Kravchenko constituye pues un interesante cambio de rumbo.

En la nueva investigación han trabajado además científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en la ciudad estadounidense de Cambridge, la Universidad de Harvard también en Cambridge, la de Florida en Gainesville, y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong en China.

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