La Force Casimir est un effet bien connu provenant de la fluctuation quantique des champs électromagnétiques dans le vide. Maintenant, un groupe international de chercheurs a rapporté un contrepoint à cette théorie, en ajoutant à la compréhension des fluctuations d'énergie dans les fluides.

Finalement, dit Rodolfo Ostilla-Mónico, l'objectif est d'appliquer les résultats pour mieux comprendre le comportement collectif des bactéries et autres organismes. Ostilla-Monico, professeur adjoint de génie mécanique à l'Université de Houston, est co-auteur d'un article décrivant la découverte, publié vendredi dans Avancées scientifiques .

L'effet habituel de la Force Casimir est bien compris, dit Ostilla-Mónico. "C'est un analogue de cette force dans un système non quantique. Nous sommes particulièrement intéressés par les implications biologiques."

Outre Ostilla-Mónico, les chercheurs impliqués dans le projet comprennent Daniel Putt, un étudiant diplômé à UH; Vamsi Spandan de l'Université Harvard; et Alpha A. Lee de l'Université de Cambridge.

Le travail s'appuie sur la Force Casimir, l'un des principes directeurs de la physique qui décrit une force résultant des ondes électromagnétiques sans fin trouvées dans le vide. Il suggère qu'un vide, plutôt que d'être vide, est rempli d'énergie, et ceci est démontré en mesurant la force lorsque deux plaques placées dans le vide sont attirées et se rapprochent l'une de l'autre car elles confinent les fluctuations du champ électromagnétique. Le physicien néerlandais Hendrick Casimir a prédit l'effet pour la première fois en 1948.

Les travaux actuels se sont également concentrés sur l'étude de la force induite par la fluctuation entre deux plaques; dans ce cas les plaques étaient plongées dans une turbulence isotrope, un scénario dans lequel les fluctuations turbulentes sont les mêmes dans toutes les directions. Il a été conçu pour illustrer comment la turbulence hydrodynamique génère une force entre les objets même lorsque le flux n'a pas de direction préférée.

L'oeuvre, les chercheurs ont écrit, « met en lumière la façon dont les distributions d'énergie et les structures de vortex de haute intensité dépendantes de l'échelle de longueur déterminent les forces de Casimir. »

Ostilla-Mónico a déclaré qu'ils étaient en mesure de quantifier que les forces de Casimir dépendent de paramètres spécifiques, y compris la turbulence et le positionnement des plaques.

Les résultats ont des implications pour la micro et la nanofabrication, mais Ostilla-Mónico a déclaré que le travail est né de l'intérêt des chercheurs à en savoir plus sur le comportement des bactéries. Les bactéries sont plus complexes à étudier, même informatiquement, mais ils ont déterminé que l'étude de la turbulence offrirait des parallèles, car les deux consomment continuellement de l'énergie et génèrent des champs d'écoulement similaires.

"La turbulence a besoin d'énergie pour continuer, " at-il dit. " Les bactéries doivent être constamment nourries afin de continuer à se déplacer. "