Un nouvel article scientifique publié, en partie, par un physicien de l'Université du Nouveau-Mexique fait la lumière sur une force étrange impactant des particules au plus petit niveau du monde matériel.

La découverte, Publié dans Lettres d'examen physique , a été réalisée par une équipe internationale de chercheurs dirigée par le professeur assistant de l'UNM Alejandro Manjavacas au Département de physique et d'astronomie. Les collaborateurs du projet incluent Francisco Rodríguez-Fortuño (King's College London, ROYAUME-UNI.), F. Javier García de Abajo (Institut des sciences photoniques, Espagne) et Anatoly Zayats (King's College London, ROYAUME-UNI.).

Les résultats concernent un domaine de la nanophotonique théorique et de la théorie quantique connu sous le nom d'effet Casimir, une force mesurable qui existe entre les objets à l'intérieur d'un vide causée par les fluctuations des ondes électromagnétiques. Lorsqu'il est étudié en utilisant la physique classique, le vide ne produirait aucune force sur les objets. Cependant, lorsqu'on l'examine en utilisant la théorie quantique des champs, le vide est rempli de photons, créant une force faible mais potentiellement importante sur les objets.

"Ces études sont importantes parce que nous développons des nanotechnologies où nous entrons dans des distances et des tailles si petites que ces types de forces peuvent dominer tout le reste, " dit Manjavacas. " Nous savons que ces forces Casimir existent, donc, ce que nous essayons de faire, c'est de déterminer l'impact global qu'ils ont de très petites particules. »

Les recherches de Manjavacas s'étendent sur l'effet Casimir en développant une expression analytique de la force latérale de Casimir subie par les nanoparticules tournant près d'une surface plane.

Imaginez une petite sphère (nanoparticule) tournant sur une surface. Alors que la sphère ralentit à cause des photons qui la heurtent, cette rotation amène également la sphère à se déplacer dans une direction latérale. Dans notre monde physique, une friction entre la sphère et la surface serait nécessaire pour obtenir un mouvement latéral. Cependant, le nano-monde ne suit pas le même ensemble de règles, éliminant le besoin de contact entre la sphère et la surface pour que le mouvement se produise.

"La nanoparticule subit une force latérale comme si elle était en contact avec la surface, même s'il en est réellement séparé, " a déclaré Manjavacas. "C'est une réaction étrange mais qui peut s'avérer avoir un impact significatif pour les ingénieurs."

Bien que la découverte puisse sembler quelque peu obscure, il est également extrêmement utile pour les chercheurs travaillant dans l'industrie des nanotechnologies en constante évolution. Dans le cadre de leur travail, Manjavacas dit qu'ils ont également appris que la direction de la force peut être contrôlée en changeant la distance entre la particule et la surface, une compréhension qui peut aider les ingénieurs en nanotechnologie à développer de meilleurs objets nanométriques pour les soins de santé, informatique ou une variété d'autres domaines.

Pour Manjavacas, le projet et cette dernière publication ne sont qu'un pas de plus dans ses recherches sur ces forces de Casimir, qu'il a étudié tout au long de sa carrière scientifique. Après avoir obtenu son doctorat. de l'Université Complutense de Madrid (UCM) en 2013, Manjavacas a travaillé comme chercheur postdoctoral à l'Université Rice avant de rejoindre l'UNM en 2015.