Una fuerza cuántica similar a la fricción podría acelerar el movimiento de una esfera giratoria de nanómetros de diámetro cuando la esfera se asienta junto a una superficie recubierta de grafeno
(Physics)-Un objeto clásico experimenta fricción solo cuando toca otro objeto. Uno cuántico puede experimentar una fuerza relacionada sin contactar nada. Esa fuerza, conocida como fricción cuántica, surge de las interacciones del objeto con las fluctuaciones del vacío, ondas electromagnéticas que aparecen y desaparecen. Ahora Lixin Ge de la Universidad Normal de Xinyang en China propone una nueva fuerza inducida por la fluctuación del vacío, la fricción negativa del vacío, que actúa en la misma dirección en que se mueve el objeto, lo que hace que se mueva más rápido [1 ] . Ge dice que la fricción de vacío negativa podría ofrecer un nuevo enfoque para rotar rápidamente nanopartículas, una técnica potencialmente útil en mediciones de precisión.
Ge considera una esfera giratoria de nanómetros de diámetro ubicada cerca de un sustrato recubierto de grafeno. Las fluctuaciones de vacío interactúan con la esfera giratoria y, posteriormente, emiten radiación electromagnética de terahercios. Esta radiación hace que se formen cuasipartículas y fluyan sobre la superficie del sustrato. Estas cuasipartículas aumentan la magnitud de las interacciones electromagnéticas entre la esfera y el sustrato, mediadas por las fluctuaciones del vacío.
En la mayoría de los sustratos, estas cuasipartículas se ralentizarán gradualmente. Pero Ge predice que en un sistema recubierto de grafeno, las cuasipartículas inducidas por terahercios se acelerarán a medida que se propagan si la superficie se ilumina con luz. Esta aceleración induce al sustrato a retroceder en la dirección opuesta al flujo de cuasipartículas. De acuerdo con la tercera ley de Newton, la nanoesfera debe experimentar una fuerza igual en magnitud pero de dirección opuesta a la fuerza que experimenta el sustrato. Esta fuerza empuja en la misma dirección que la rotación de la esfera; es esta fuerza la que Ge llama fricción de vacío negativa.
Por: Sofía Chen
Sophia Chen es una escritora científica independiente con sede en Columbus, Ohio.
Referencias
- L. Ge, «Fricción de vacío negativa en sistemas de ganancia de terahercios», Phys. Rev. B 108 , 045406 (2023) .
