Een samenwerking tussen onderzoekers van de University of Western Australia en de University of California Merced heeft een nieuwe manier opgeleverd om kleine krachten te meten en deze te gebruiken om objecten te besturen.

Het onderzoek, vandaag gepubliceerd in Natuurfysica , werd gezamenlijk geleid door professor Michael Tobar, van UWA's School of Physics, Wiskunde en informatica en hoofdonderzoeker bij het Australian Research Council Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems en Dr. Jacob Pate van de University of Merced.

Professor Tobar zei dat het resultaat een nieuwe manier is om macroscopische objecten te manipuleren en te controleren op een contactloze manier, waardoor een verbeterde gevoeligheid mogelijk is zonder verlies toe te voegen.

Ooit gedacht dat het alleen van academisch belang was, deze kleine kracht - bekend als de Casimir-kracht - trekt nu interesse in gebieden zoals metrologie (de wetenschap van meten) en detectie.

"Als je de Casimir-kracht op objecten kunt meten en manipuleren, dan krijgen we het vermogen om de krachtgevoeligheid te verbeteren en mechanische verliezen te verminderen, met het potentieel om een ​​grote impact te hebben op wetenschap en technologie, ' zei professor Tobar.

"Om dit te begrijpen, we moeten ons verdiepen in de gekte van de kwantumfysica. In werkelijkheid bestaat er geen perfect vacuüm - zelfs niet in een lege ruimte bij nultemperatuur, virtuele deeltjes, zoals fotonen, flikkeren in en uit het bestaan.

"Deze fluctuaties hebben een wisselwerking met objecten die in vacuüm zijn geplaatst en worden in feite versterkt naarmate de temperatuur stijgt, het veroorzaken van een meetbare kracht uit "niets" - ook wel bekend als de Casimir-kracht.

"Dit is handig omdat we op kamertemperatuur leven. We hebben nu laten zien dat het ook mogelijk is om de kracht te gebruiken om coole dingen te doen. Maar om dat te doen, we moeten precisietechnologie ontwikkelen waarmee we objecten met deze kracht kunnen besturen en manipuleren."

Professor Tobar zei dat onderzoekers de Casimir-kracht konden meten en de objecten konden manipuleren door een nauwkeurige microgolffotonische holte, bekend als een inspringende holte, op kamertemperatuur, met behulp van een opstelling met een dun metalen membraan gescheiden van de inspringende holte, prachtig gecontroleerd tot ongeveer de breedte van een stofkorrel.

"Vanwege de Casimir-kracht tussen de objecten, het metalen membraan, die heen en weer zwaaide, had zijn veerachtige oscillaties aanzienlijk gewijzigd en werd gebruikt om de eigenschappen van het membraan en het inspringende holtesysteem op een unieke manier te manipuleren, " hij zei.

"Dit maakte een orde van grootte van verbetering mogelijk in krachtgevoeligheid en het vermogen om de mechanische toestand van het membraan te regelen."