Autore: #CristinaCicali
La fisica classica ci insegna che il vuoto è un’assenza di materia e che lo spazio è una condizione di vuoto quasi perfetto. Nei primi anni del ventesimo secolo, con la meccanica quantistica, il vuoto però acquisisce la proprietà di non essere realmente vuoto. A causa del principio di indeterminazione di Heisenberg, infatti, è impossibile affermare che in una regione di spazio non siano presenti particelle o campi. Questa indeterminazione causa fluttuazioni quantistiche che creano particelle virtuali responsabili di un effetto chiamato effetto Casimir, teorizzato dal fisico che porta il suo nome nel 1948.
L'effetto si basa sul fatto che mettendo due piastre metalliche parallele nel vuoto, molto vicine tra di loro, il numero di urti di particelle virtuali sulla parte esterna di entrambe le piastre è maggiore del numero di urti sul lato interno di esse, generando una forza che spinge le piastre ad avvicinarsi. Questo effetto venne verificato nel 1997 da Lamoreaux presso l’università di Washington.
L'effetto Casimir diventa fondamentale quando si parla di nanotecnologie. La forza Casimir rappresenta la forza centrale alle nano-scale e dato che si sviluppa tra componenti metallici, tale forza limita la costruzione di strumenti sempre più piccoli. In tale contesto, infatti, solo un certo numero di componenti può essere inserito in un determinato spazio prima che la forza Casimir diventi predominante e generi un’adesione permanente tra i componenti, fenomeno noto come “stiction”.
La forza Casimir può essere però utilizzata anche a nostro vantaggio: data la sua forte sensibilità al cambiamento della distanza, potrebbe essere utile all’interno di sensori di vibrazione. Inoltre, per quanto riguarda la fisica dei campi, studiosi come Steven Hawking e Kip Thorne sostengono che sia possibile utilizzarla per stabilizzare un “Traversable Wormhole” che permetterebbe di viaggiare tra due porzioni dello spaziotempo in entrambe le direzioni. Quest’ultima applicazione resta però ancora un’idea completamente teorica.
Potrà in futuro l’effetto Casimir farci viaggiare nello spazio-tempo?