A interação de van der Waals entre superfícies materiais resulta de flutuações quânticas de carga e corrente e está presente em diversos fenômenos físicos e químicos. Quando efeitos de retardamento eletrodinâmico passam a ser relevantes, torna-se necessário utilizar a teoria da eletrodinâmica quântica para descrever esta interação, que passa a ser chamada de interação de Casimir.

Nos últimos 20 anos, uma série de experimentos de medidas de precisão da força de Casimir motivou o desenvolvimento de novos modelos teóricos mais realistas. Graças à nova abordagem de espalhamento para o efeito Casimir, desenvolvida pelo grupo de Pinças Óticas da UFRJ em colaboração com os grupos de pesquisa do Laboratório Kastler-Brossel da École Normale Supérieure (França) e do Instituto de Física da Universidade de Augsburg (Alemanha), atualmente é possível investigar como a blindagem devido à presença de eletrólitos em solução modifica a interação de Casimir. As previsões desta teoria mostram que a interação de Casimir na presença de eletrólitos decai mais lentamente com a distância do que previsto pela teoria baseada em flutuações eletrostáticas proposta na década de 70.

Recentemente, pesquisadores do Laboratório de Pinças Ópticas da UFRJ (LPO) utilizaram uma pinça óptica capaz de medir forças na escala do femtonewton (fN) para medir a força de Casimir entre duas microesferas dielétricas imersas em meio eletrolítico, para distâncias na faixa entre 200 e 400 nanômetros. Os resultados experimentais obtidos confirmam as previsões da teoria de blindagem da força de Casimir baseada na abordagem de espalhamento, podendo ter impacto na área de colóides, com suas ramificações em físico-química e biologia molecular, dentre outras áreas.

Texto de Diney Ether e Paulo Américo Maia Neto

Os resultados foram publicados na revista Physical Review Research 3, 033037(2021) e constituem uma colaboração entre os seguintes pesquisadores:

Luís Barbosa Pires (IF – UFRJ)
Diney Ether (IF – UFRJ)
Benjamin Spreng (Universität Augsburg & University of California)
Gláuber R.S. Araújo (Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ)
Ricardo S. Decca (Indiana University-Purdue University Indianapolis)
Rafael S. Dutra (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia)
Mateus Borges (IF – UFRJ)
Felipe Siqueira S. Rosa (IF – UFRJ)
Gert L. Ingold (Universität Augsburg)
Maria J. B. Moura (PUC – Rio)
Susana Frases (Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ)
Bruno Pontes (Instituto de Ciências Biomédicas – UFRJ)
H. Moysés Nussenzveig (IF – UFRJ)
Serge Reynaud (Sorbonne Université)
Nathan Bessa Viana (IF – UFRJ)
Paulo Américo Maia Neto (IF – UFRJ)