La Fuerza Casimir es un efecto bien conocido que se origina de la fluctuación cuántica de los campos electromagnéticos en el vacío. Ahora, un grupo internacional de investigadores ha informado un contrapunto a esa teoría, lo que se suma a la comprensión de las fluctuaciones de energía dentro de los fluidos.
En última instancia, dijo Rodolfo Ostilla-Mónico, el objetivo es aplicar los hallazgos para comprender mejor el comportamiento colectivo de las bacterias y otros organismos. Ostilla-Mónico, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad de Houston, es co-autor correspondiente deun artículo que describe el descubrimiento, publicado el viernes en Avances científicos .
El efecto habitual de la Fuerza Casimir se entiende bien, dijo Ostilla-Mónico. "Esto es análogo a esta fuerza en un sistema no cuántico. Estamos especialmente interesados en las implicaciones biológicas".
Además de Ostilla-Mónico, los investigadores involucrados en el proyecto incluyen a Daniel Putt, un estudiante graduado de la UH; Vamsi Spandan de la Universidad de Harvard; y Alpha A. Lee de la Universidad de Cambridge.
El trabajo se basa en la Fuerza Casimir, uno de los principios rectores de la física que describe una fuerza que surge de las interminables ondas electromagnéticas encontradas en un vacío. Sugiere que un vacío, en lugar de estar vacío, está lleno de energía, y estose demuestra midiendo la fuerza a medida que dos placas colocadas en el vacío son atraídas y se acercan entre sí porque confinan las fluctuaciones del campo electromagnético. El físico holandés Hendrick Casimir predijo por primera vez el efecto en 1948.
El trabajo actual se centró de manera similar en el estudio de la fuerza inducida por la fluctuación entre dos placas; en este caso, las placas se sumergieron en la turbulencia isotrópica, un escenario en el que las fluctuaciones turbulentas son las mismas en todas las direcciones. Fue diseñado para ilustrar cómo la hidrodinámicala turbulencia genera fuerza entre los objetos incluso cuando el flujo no tiene una dirección preferida.
El trabajo, escribieron los investigadores, "arroja luz sobre cómo las distribuciones de energía dependientes de la escala de longitud y las estructuras de vórtice de alta intensidad determinan las fuerzas de Casimir".
Ostilla-Mónico dijo que pudieron cuantificar que las fuerzas de Casimir dependen de parámetros específicos, incluidas la turbulencia y el posicionamiento de las placas.
Los hallazgos tienen implicaciones para la micro y la nanofabricación, pero Ostilla-Mónico dijo que el trabajo surgió del interés de los investigadores por aprender más sobre el comportamiento de las bacterias. Las bacterias son más complejas de estudiar, incluso computacionalmente, pero determinaron que el estudiode turbulencia ofrecería algunos paralelos, porque ambos consumen energía continuamente y generan campos de flujo similares
"La turbulencia necesita energía para continuar", dijo. "Las bacterias necesitan ser alimentadas constantemente para mantenerse en movimiento".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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