Une collaboration entre des chercheurs de l'Université d'Australie occidentale et de l'Université de Californie Merced a fourni une nouvelle façon de mesurer des forces minuscules et de les utiliser pour contrôler des objets.

La recherche, publié aujourd'hui dans Physique de la nature , était dirigé conjointement par le professeur Michael Tobar, de l'École de physique de l'UWA, Mathématiques et informatique et chercheur en chef au Centre d'excellence du Conseil de recherche australien pour les systèmes quantiques d'ingénierie et le Dr Jacob Pate de l'Université de Merced.

Le professeur Tobar a déclaré que le résultat est une nouvelle façon de manipuler et de contrôler des objets macroscopiques sans contact, permettant une sensibilité accrue sans ajouter de perte.

Autrefois considéré comme n'ayant qu'un intérêt académique, cette petite force, connue sous le nom de force de Casimir, suscite maintenant l'intérêt dans des domaines tels que la métrologie (la science de la mesure) et la détection.

"Si vous pouvez mesurer et manipuler la force de Casimir sur les objets, nous gagnons alors la capacité d'améliorer la sensibilité à la force et de réduire les pertes mécaniques, avec le potentiel d'avoir un impact important sur la science et la technologie, " dit le professeur Tobar.

"Pour comprendre cela, nous devons nous plonger dans l'étrangeté de la physique quantique. En réalité, un vide parfait n'existe pas, même dans un espace vide à température nulle, particules virtuelles, comme les photons, clignoter dans et hors de l'existence.

"Ces fluctuations interagissent avec des objets placés dans le vide et sont en fait augmentées en amplitude à mesure que la température augmente, provoquant une force mesurable à partir de « rien » - autrement connu sous le nom de force de Casimir.

"C'est pratique parce que nous vivons à température ambiante. Nous avons maintenant montré qu'il est également possible d'utiliser la force pour faire des choses cool. Mais pour ce faire, nous devons développer une technologie de précision qui nous permet de contrôler et de manipuler des objets avec cette force."

Le professeur Tobar a déclaré que les chercheurs étaient capables de mesurer la force de Casimir et de manipuler les objets à travers une cavité photonique à micro-ondes de précision, connu sous le nom de cavité réentrante, à température ambiante, à l'aide d'un montage avec une fine membrane métallique séparée de la cavité rentrante, exquisement contrôlé à environ la largeur d'un grain de poussière.

"En raison de la force Casimir entre les objets, la membrane métallique, qui fléchissait d'avant en arrière, a vu ses oscillations de type ressort considérablement modifiées et a été utilisé pour manipuler les propriétés de la membrane et du système de cavité réentrante d'une manière unique, " il a dit.

"Cela a permis des ordres de grandeurs d'amélioration de la sensibilité à la force et la capacité de contrôler l'état mécanique de la membrane."