markvp
venerdì 19 settembre 2008

Forza di Casimir, ci facciamo NanoBotica

Il DARPA sembra crederci: rispolvera studi, teorie e calcoli sulla forza di Casimir. L'idea piace talmente all'Agenzia da spingerla a lanciare proposte alla comunità scientifica

Roma - Il DARPA, il braccio scientifico del Pentagono, si sta interessando, tra le molte cose, anche alla Forza di Casimir e alle possibili sue inversioni. Obiettivo, esplicitato su un documento di intenti: "...sviluppare nuovi metodi per controllare e manipolare le forze attrattive e repulsive sulle superfici, basandosi sull'ingegnerizzazione della Forza di Casimir". Si potrebbe sfruttare - continua il documento - la capacità di controllo del fenomeno per controllarne altri, quali l'adesività in nanoapparecchi, il trascinamento di veicoli o altre interazioni di interesse.

La forza di Casimir - ricorda The Register - è talmente piccola e impercettibile che per essere rilevata è necessario ricorrere a particolari apparecchi di misura, pur essendovi l'assoluta certezza della sua esistenza, già da qualche anno ben codificata.

Da tempo si ipotizza, impiegando uno strato di nanomateriale "opposto" appositamente prodotto, la possibilità di invertire l'effetto della Forza di Casimir, costruendo così una sorta di repellente di Casimir, da sfruttarsi per far levitare qualsiasi oggetto sul "nulla letterale, assoluto". Questa teoria, battezzata Levitazione Quantica, parte da uno studio dell'Università di St. Andrews, sulla cui base molti ricercatori hanno sviluppato ulteriori analisi.Idea del DARPA e ragione del rinnovato interesse, dunque, è di raccogliere gli sforzi e procedere ad una ingegnerizzazione del fenomeno: "Il DARPA analizzerà il lancio di un programma di studi per impiegare queste capacità su uno o più specifici strumenti di importanza pratica", si legge sul documento di intenti dell'Agenzia. Frase da un lato ermetica, ma dall'altro chiaro segnale di intenzioni concrete, pratiche, appunto.

Non si tratta di ipotizzare mezzi pesanti in grado di levitare, e neanche astronavi che sfruttino tale principio come forza propulsiva: piuttosto, trattandosi di forze appartenenti ad un campo dove tutto è nano, si ipotizzano sensibili e decisi miglioramenti nel campo dei cosiddetti MEMS (Micro Electro Mechanical Systems, Sistemi Micro Elettro Meccanici). In una parola, traducendo dall'equivalente anglosassone, la nanobotica: ad esempio, controllare creature viventi dall'interno attraverso nano-robot che ne nano-manipolino i "comandi".

Di certo sono ipotesi molto futuristiche ed è davvero difficile vederne l'utilità pratica. Non resta che seguirne gli sviluppi, nella certezza che già il semplice dichiarato interesse di una struttura come il DARPA evidenzi come qualcosa stia bollendo in una pentola che molti davano, e danno ancora, per gelida.

Marco Valerio Principato

21 Commenti alla Notizia Forza di Casimir, ci facciamo NanoBotica
Ordina
  • è bello notare come spendono miliardi per denigrare certe ricerche quando gli danno fastidio e poi fanno queste inversioni a U

    stupendoA bocca aperta
    non+autenticato
  • Mi sa che non hai capito nè cos'è la forza di casimir (o megli, l'effetto casimir) nè delle ricerche di Puthoff (che da quanto posso vedere, erano serie finché non entro in Scientology)

    E poi non vedo come si possano spendere miliardi (di lire? siamo nel 2008! aggiornati!) per denigrare qualcuno in abito scientifico: ha ragione, oppure a torto e tutti i soldi del mondo non possono cambiare la carte
    non+autenticato
  • Anche in Lost, nell'ultimo episodio si fa accenno alla forza di Casimir.
    Spero che questo articolo non lo leggano The Others...
    In Lost hanno "spostato" l'isola, ora dobbiamo "spostare" l'Alitalia!
    non+autenticato
  • IMHO c'è di mezzo la vera DHARMA!!
    non+autenticato
  • Se devi fare uno spoiler, avverti prima!
    Funz
    9137
  • La chiave all’antigravità fu scoperta da un fisico olandese, Hendrik Casimir, già nel 1948. Casimir, che era nato a L’Aia nel 1909, lavorò dal 1942 in poi nei laboratori di ricerca del gigante elettrico Philips e fu mentre lavorava là che formulò quello che venne poi conosciuto come l’effetto Casimir.

    Il modo più semplice per comprendere l’effetto Casimir sta in due piatti paralleli di metallo piazzati molto vicini e con niente tra di loro.

    Il vuoto quantistico non è come quel tipo di "niente" che si immaginava che fosse prima dell’era quantistica. Ribolle di attività, con coppie di particelle-antiparticelle prodotte costantemente e che si annullano l’una con l’altra. Tra le particelle che nascono e muoiono nel vuoto quantistico ci saranno molti protoni, le particelle che portano la forza elettromagnetica, alcuni dei quali sono le particelle della luce. Senza dubbio è particolarmente facile per il vuoto produrre fotoni virtuali, in parte perché un fotone è la propria antiparticella e in parte perché i fotoni non hanno "massa d’appoggio" di cui preoccuparsi, cosicché tutta l’energia che deve essere presa dall’indeterminazione quantistica è quella dell’energia dell’onda associata al particolare fotone. I fotoni con energie differenti sono associati con onde elettromagnetiche di lunghezza d’onda differente, con lunghezze d’onda più brevi corrispondenti ad energie più grandi; cosicché un altro modo di pensare a questo aspetto elettromagnetico del vuoto quantistico è che lo spazio vuoto sia pieno di un mare effimero di onde elettromagnetiche con rappresentate tutte le lunghezze d’onda.

    Questa irriducibile attività del vuoto fornisce al vuoto un’energia, ma questa energia è la stessa dovunque e così non può essere scoperta o usata. L’energia può solo essere usata per fare del lavoro, e con ciò mostrare la propria presenza, se c’è una differenza tra un posto ed un altro.

    Tra due piatti conduttori elettricamente, sottolineò Casimir, le onde elettromagnetiche riuscirebbero solamente a formare certi schemi stabili. Le onde che rimbalzano tutto intorno ai piatti si comporterebbero come le onde di una corda di chitarra pizzicata. Tale corda può vibrare solo in certi modi e produrre certe note, quelle per cui le vibrazioni della corda si adattano alla lunghezza della corda in modo tale che non ci siano vibrazioni alle estremità fisse della corda. Le vibrazioni ammesse sono la nota fondamentale per una particolare lunghezza della corda e le sue armoniche o suoni armonici. Allo stesso modo, solo alcune lunghezze d’onda della radiazione possono adattarsi allo spazio tra i due piatti di un esperimento di Casimir. In particolare, nessun protone corrispondente a una lunghezza d’onda più grande della separazione tra i due piatti può adattarsi a quello spazio. Ciò significa che una parte dell’attività dello spazio viene soppressa nella zona tra i piatti, mentre continua l’attività solita al di fuori. Il risultato è che in ogni centimetro cubico di spazio ci sono meno fotoni virtuali che rimbalzano tra i piatti di quanti non ce ne siano al di fuori e così i piatti subiscono una forza che li spinge ad avvicinarsi. Potrebbe apparire bizzarro, ma è vero. Sono stati condotti molti esperimenti per misurare la potenza della forza di Casimir tra due piatti, usando sia piatti piani che curvi e fatti di vari tipi di materiale. La forza è stata misurata per uno spazio tra i piatti che va da 1,4 nanometri a 15 nanometri (un nanometro è un miliardesimo di metro) e coincide esattamente con le previsioni di Casimir.

    In un articolo che pubblicarono nel 1987, Morris e Thorne attrassero l’attenzione su tali possibilità e sottolinearono anche che pure un campo puramente elettrico o magnetico infilando il wormhole "è proprio sul limite d’essere insolito, se la sua tensione fosse infinitesimamente più larga… soddisferebbe i nostri bisogni nel costruire il wormhole." Nello stesso scritto concludevano che "non si dovrebbe assumere in modo spensierato l’impossibilità del materiale esotico che è richiesto per la gola di un wormhole attraversabile." I due ricercatori del CalTech hanno messo in evidenza il punto importante che molti fisici soffrono di mancanza di immaginazione allorché si arriva a considerare le equazioni che descrivono materia ed energia in condizioni molto più estreme di quelle che incontriamo qui sulla Terra. Lo mettono in evidenza con l’esempio di un corso per principianti sulla relatività generale, tenuto al CalTech nell’autunno del 1985, dopo la prima fase di lavoro stimolata dalla richiesta di Sagan, ma prima che niente di tutto questo fosse di dominio pubblico, anche tra i relativisti. Agli studente impegnati non fu insegnato niente di specifico sui wormhole, ma gli fu insegnato ad esplorare il significato fisico delle metriche dello spaziotempo. Durante l’esame fu posta una domanda che li portava, passo dopo passo, attraverso la descrizione matematica della metrica corrispondente ad un wormhole. "Fu sorprendente," dissero Morris e Thorne, "vedere quanto fosse ristretta l’immaginazione degli studenti. La maggior parte di essi poteva decifrare le proprietà dettagliate della metrica, ma furono in pochi a riconoscere realmente che rappresentava un wormhole attraversabile che connetteva due universi differenti."

    Per coloro con l’immaginazione meno ristretta, ci sono ancora due problemi: trovare un modo per fare un wormhole che sia largo abbastanza per farci passare attraverso della gente (e delle navi spaziali) e di mantenere il materiale esotico non a contatto con i viaggiatori. Qualsiasi prospetto per costruire un tale strumento è ben al di là delle nostre possibilità attuali. Ma, come Morris e Thorne mettono in rilievo, non è impossibile e "di conseguenza non possiamo attualmente escludere wormhole attraversabili." A me sembra che ci sia un’analogia qui che pone l’opera di sognatori del calibro di Thorne e di Visser in un contesto che è al tempo stesso utile e intrigante. All’incirca 500 anni fa, Leonardo da Vinci speculava sulla possibilità delle macchine volanti. Progettò sia elicotteri che aerei con ali e i moderni ingegneri aeronautici dicono che gli apparecchi costruiti dai suoi progetti probabilmente avrebbero potuto volare se solo Leonardo avesse avuto i moderni motori con cui fornirli, anche se non c’era modo in cui un qualsiasi ingegnere del suo tempo avrebbe potuto costruire una macchina volante con la potenza capace di portare un uomo nell’aria. Leonardo non poteva neppure sognarsi le possibilità dei jet e i voli passeggeri di routine a velocità supersoniche. Eppure il Concorde e i jumbo operano sugli stessi principi fisici di base delle macchine volanti da lui progettate. In non più di mezzo millennio tutti i suoi sogni più sfrenati non solo si sono avverati, ma sono stati sorpassati. Potrebbe occorrere più di mezzo millennio per i progettisti a far lasciare il tavolo da disegno ad un wormhole attraversabile, ma le leggi della fisica dicono che è possibile
    non+autenticato
  • yeah! tu si che sei il fisico da star trek moderno!

    hai detto tante di quelle assurdità in un post solo da vincere l'ig-Nobel quasi (ah ma l'ig-Nobel è per studi semi-seri..no mi spiace non vinci manco quelloSorride)

    >Tra le particelle che nascono e muoiono nel vuoto
    >quantistico ci saranno molti protoni, le particelle che
    >portano la forza elettromagnetica, alcuni dei quali sono
    >le particelle della luce.

    hai letto "Teach yourself physics in 21 days" o "Physics for dummies" ?
    mammamia...magari sei pure uno di quelli che a diritto di voto...
    i protoni NON sono particelle elementari, e soprattutto non sono i portati di nessuna forza (sono fermioni, come potrebbero...) e soprattutto non centrano niente con l'effetto Casimir

    i portatori dell'interazione elettromagnetica sono i FOTONI, che sono bosoni vettoriali, un protone poi nemmeno è elementare ed è un fermione, come potrebbe essere il mediatore di una forza? te stai male, ma molto male...

    sul resto nemmeno commmento perché mi sentirei male a cercare di spiegare le cavolate che hai detto...
    non+autenticato
  • - Scritto da: ...
    > yeah! tu si che sei il fisico da star trek
    > moderno!
    >
    > hai detto tante di quelle assurdità in un post
    > solo da vincere l'ig-Nobel quasi (ah ma
    > l'ig-Nobel è per studi semi-seri..no mi spiace
    > non vinci manco quello
    >Sorride)
    >
    > >Tra le particelle che nascono e muoiono nel vuoto
    > >quantistico ci saranno molti protoni, le
    > particelle
    > che
    > >portano la forza elettromagnetica, alcuni dei
    > quali
    > sono
    > >le particelle della luce.
    >
    > hai letto "Teach yourself physics in 21 days" o
    > "Physics for dummies"
    > ?
    > mammamia...magari sei pure uno di quelli che a
    > diritto di
    > voto...
    > i protoni NON sono particelle elementari, e
    > soprattutto non sono i portati di nessuna forza
    > (sono fermioni, come potrebbero...) e soprattutto
    > non centrano niente con l'effetto
    > Casimir
    >
    > i portatori dell'interazione elettromagnetica
    > sono i FOTONI, che sono bosoni vettoriali, un
    > protone poi nemmeno è elementare ed è un
    > fermione, come potrebbe essere il mediatore di
    > una forza? te stai male, ma molto
    > male...
    >
    > sul resto nemmeno commmento perché mi sentirei
    > male a cercare di spiegare le cavolate che hai
    > detto...


    il copia-incolla per darsi tono l'ha tradisto stavolta Occhiolino
    non+autenticato
  • copia incolla secondo me pure dal traduttore automatico di google!!! Perchè anche l'italiano lascia a desiserareOcchiolino
  • Sì , certo, è la solita storia dell'"energia di punto zero" che piace tanto a complottisti e visionari vari, ma da qui a tirare fuori una applicazione pratica ne corre...

    PS: non tutti sono Leonardo da Vinci, un'argomentazione del genere non può dare validità a tutte le teorie più o meno astruse che vengono in mente alle personeSorride

    PPS: il fatto che i giovani fisici "abbiano poca immaginazione" allo stesso modo non prova niente!
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    Modificato dall' autore il 19 settembre 2008 11.47
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    Funz
    9137
  • E' bello vedere quanto poco si sappia sula fisica, quanto questa risulti ostica ai piu' e come in realta' possa cambiare le vite di tutti noi in maniera anche inaspettata.
    I famosi "visionari" li dividerei tra FANTASIOSI e PROIETTATI.
    I fantasiosi mescolano realta' gia' note ,ad esempio il volare, il nuotare nei fondali marini,il correre a velocita' superiori rispetto alle nostre, per ricavarne estremismi.
    Loro non si basano sulla scienza, sulla fisica, sulla amtematica ma solo sulla FANTASIA.
    Spesso ci azzeccano ma solo perche' la fantasia ,spesso, coincide con la realta'.
    I POIETTATI sono persone con grande cultura scientifica, con copetenze ben documentate che sfruttano ANCHE la fantasia per ragionare sul futuro e su quello che potrebbe essere e che ancora non e'.
    La cosa intrigante e' rendersi conto di come sia il primo tipo che il secondo, profondamente differenti coem contenuti, arrivano spesso alle medesime conclusioni.
    Quasi coem se veramente l'uomo potesse qualsiasi cosa gli venga in mente,come se la fantasia, anche la piu' sfrenata,non fosse altro che un modo dell'essere umano di vedere il futuro.Un futuro, per quanto fantasioso, in realta' POSSIBILE.
    non+autenticato
  • - Scritto da: Ricky
    > I famosi "visionari" li dividerei tra FANTASIOSI
    > e PROIETTATI.

    Assumendo così di essere superiore ad entrambe le categorie, nonché portatore di una verità nuova... ma gavte la nata
    non+autenticato
  • Assumendo di essere superiore ad entrambi? Ho scirtto questo?
    Non prendo colpe o meriti delle altrui modalita' di filtraggio delle informazioni.
    Sappi solo che se dovessi dire a quele dei due gruppi appartengo , giusto per quelli come te che scrivono solo per discutere e non per dare informazioni o pareri in merito al discorso che si sta' facendo, non potrei che confermare la mia appartenenza nel primo grande gruppo, quelli che sognano e spesso ci azzeccano.
    E tu, come ti vedi?In quale tuo gruppo potresti incastonarti?
    non+autenticato
  • mah non è sognando che si scoprono le coseSorride
    bisogna rimanere coi piedi per terra
    cioè, esempio, Jules Verne descrive un sottomarino nei minimi dettagli ma perché 1) ne aveva sentito parlare e si era informato 2) aveva una qualche base di meccanica e di fisica (ipotizzando anche, indovinandoci, come si potrebbe viaggiare per arrivare sulla luna)
    oggi la gente parla di astronavi aliene che viaggiano da un punto all'altro dell'universo, usando improbabili mezzi di propulsione, nel mezzo di guerre interstellari, cioè, c'è una LEGGERA differenzaSorride
    ok sognare, ma bisogna darsi una regolata
    non+autenticato
  • > Potrebbe occorrere più di mezzo millennio
    > per i progettisti a far lasciare il tavolo
    > da disegno ad un wormhole attraversabile,
    > ma le leggi della fisica dicono che è possibile

    Vuol dire che non riusciro' mai ad incontrare Jadzia Dax?!
    http://memory-alpha.org/en/wiki/Jadzia_Dax

    In lacrime
  • - Scritto da: spectator
    > La chiave all’antigravità fu scoperta da un
    > fisico olandese, Hendrik Casimir, già nel 1948.

    L'efetto Casimir non centra niente con l'antigravità
    non+autenticato
 

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