Casimir e a biologia molecular

Obtivemos resultados para a interação de Casimir entre filamentos em meio aquoso que indicam a importância da atração de Casimir para a formação de feixes de actina e micro-túbulos. O artigo publicado na New Journal of Physics em 2024 recebeu destaque na página do CNRS Physique. A colaboração internacional envolveu as instituições Universidade da California – Davis (EUA),  laboratórios Gulliver (CNRS / ESPCI-PSL) e Kastler Brossel (LKB, CNRS / Collège de France / ENS-PSL, Sorbonne Université) (França), FZJülich (Alemanha) e EPFLausanne (Suíça).

Mini-curso sobre descoerência, efeito Casimir e flutuações do vácuo

Slides do mini-curso para a Ecole Doctorale QMat da Université de Strasbourg em dezembro de 2023: aula 1 e aula 2: parte A e parte B.

Mini-curso sobre a abordagem de espalhamento para o efeito Casimir

Slides do curso  para o Casimir School/Workshop realizado no ESF-Lorentz Center  em Leiden, Holanda, em 2012: aula1 e aula2

Pinças Óticas

Metade do Prêmio Nobel de física de 2018  foi concedido ao norte-americano Arthur Ashkin pela invenção das pinças óticas (veja um artigo de divulgação nesta página).

Na UFRJ, o laboratório de pinças óticas (LPO) desenvolve diferentes aplicações em física (força de Casimir, momento angular da luz) e biologia celular. Meu ex-aluno de doutorado Rafael de S. Dutra desenvolveu um applet para o cálculo da força e constante elástica usando nosso modelo teórico – Mie-Debye com aberração esférica (MDSA). O applet está disponível na página do LPO.

Força de Casimir entre plano e esfera

Na eletrodinâmica quântica, o vácuo quântico é o estado de mais baixa energia do campo eletromagnético. O vácuo exibe flutuações quânticas de ponto zero, relacionadas ao princípio da incerteza de Heisenberg, que dão origem a uma força de interação entre superfícies materiais muito próximas. Este efeito foi previsto pelo físico holandês Hendrik Casimir em 1948. Como exemplo, Casimir derivou a força de atração entre duas superfícies metálicas planas paralelas.

Desde então, várias demonstrações experimentais da força de Casimir foram realizadas. Nos experimentos mais precisos, uma das superfícies planas é substituída por uma superfície esférica, de forma a evitar erros sistemáticos relacionados à ausência de paralelismo entre as superfícies em interação. Até o presente, a análise teórica dos resultados experimentais se restringiu ao uso da aproximação de força de proximidade, em que o resultado para a geometria plano-esfera é obtido a partir da expressão para planos paralelos tomando uma média sobre a distância local.

Resultados exatos para condições experimentais típicas foram publicados em julho de 2017 na revista Physical Review Letters, com destaque dos editores da revista. O trabalho foi realizado em colaboração com os pesquisadores Michael Hartman e Gert-Ludwig Ingold da Universidade de Augsburg, no quadro de um projeto CAPES-Probral-DAAD de intercâmbio internacional Brasil-Alemanha. Os resultados apresentados sugerem uma nova direção para o debate sobre o papel da dissipação ôhmica no efeito Casimir.

Para saber mais, veja a página da revista

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.043901

ou o banco de preprints arxiv

http://lanl.arxiv.org/abs/1705.04196