Το 1948, ο φυσικός Hendrik Casimir διατύπωσε τη θεωρία ότι ορισμένα αντικείμενα παρουσιάζουν μια πολύ ασθενή έλξη όταν βρίσκονται κοντά το ένα στο άλλο στο χώρο, λόγω των ανεπαίσθητων τρεμοπαίξεων των κβαντικών πεδίων στο κενό μεταξύ τους. Οι ερευνητές έχουν έκτοτε επιβεβαιώσει αυτό το φαινόμενο, που ονομάστηκε Casimir, στο εργαστήριο. Η Betül Küçüköz στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers της Σουηδίας και οι συνάδελφοί της βρήκαν πρόσφατα έναν τρόπο να το κάνουν χρήσιμο.
Ήθελαν να κατασκευάσουν μια κοιλότητα παγίδευσης του φωτός χρησιμοποιώντας δύο κομμάτια χρυσού τοποθετημένα παράλληλα το ένα με το άλλο, μεταξύ των οποίων το φως θα αναπηδούσε μπρος-πίσω, χωρίς να μπορεί να διαφύγει. Αρχικά, δημιούργησαν το κάτω άκρο της κοιλότητας αποτυπώνοντας μια τριγωνική νιφάδα χρυσού μεγέθους μεταξύ 4 και 10 μικρομέτρων πάνω σε ένα μικρό κομμάτι γυαλιού. Το άνω άκρο της κοιλότητας περιελάμβανε, επίσης, μια τριγωνική χρυσή νιφάδα, αλλά αντί να τη συγκρατήσουν στη θέση της με κάποιο εργαλείο, οι ερευνητές βύθισαν τη χρυσή νιφάδα που είχε τοποθετηθεί στο γυαλί σε ένα διάλυμα αλμυρού νερού που περιείχε επιπλέον τριγωνικές χρυσές νιφάδες, και στη συνέχεια άφησαν τις δυνάμεις που προέκυψαν φυσικά να κάνουν τη δουλειά τους.
Μία από αυτές τις δυνάμεις ήταν η ηλεκτροστατική δύναμη που προκαλείται από τα ηλεκτρικά φορτία που σχετίζονται με το διαλυμένο αλάτι. Η άλλη ήταν το φαινόμενο Casimir. Η Küçüköz λέει ότι παρακολούθησε πολλές εκτελέσεις αυτού του πειράματος στο μικροσκόπιο και μπορούσε πάντα να δει το φαινόμενο Casimir σε δράση. Προκάλεσε λοιπόν μια από τις ελεύθερα αιωρούμενες νιφάδες χρυσού να κινηθεί προς εκείνη που αποτυπώθηκε στο γυαλί και στη συνέχεια την έκανε να περιστραφεί πάνω από την αποτυπωμένη νιφάδα μέχρι να ταυτιστούν τα τριγωνικά αποτυπώματα των δύο νιφάδων.
Έτσι ολοκληρώθηκε η συναρμολόγηση της κοιλότητας, η οποία μπορούσε στη συνέχεια να παγιδεύσει το φως. Οι ερευνητές είχαν μεγάλο έλεγχο της διαδικασίας σχηματισμού της κοιλότητας, λέει η Küçüköz. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας διαφορετικές συγκεντρώσεις αλατιού, μπορούσαν να προσαρμόσουν την ισχύ της ηλεκτροστατικής δύναμης ώστε να δημιουργήσουν κοιλότητες με ελαφρώς διαφορετικές διαστάσεις, με αποστάσεις μεταξύ των νιφάδων που κυμαίνονταν μεταξύ 100 και 200 νανομέτρων, οι οποίες θα μπορούσαν στη συνέχεια να παγιδεύσουν φως διαφορετικού χρώματος.
Ο Raúl Esquivel-Sirvent του Εθνικού Αυτόνομου Πανεπιστημίου του Μεξικού λέει ότι η ιδέα της αυτοσυναρμολόγησης, την οποία συγκρίνει με το να ρίχνεις ένα σετ Lego σε ένα δοχείο και να προκύπτει μια δομή χωρίς ποτέ να πιέσεις χειροκίνητα τα κομμάτια μεταξύ τους, δεν είναι καινούργια. Αλλά λέει ότι το πείραμα της ομάδας είναι πιο λεπτομερές και ελεγχόμενο από προηγούμενες προσπάθειες να χρησιμοποιηθεί το φαινόμενο Casimir για παρόμοιους σκοπούς. Ωστόσο, το φαινόμενο Casimir μπορεί να είναι τόσο ανεπαίσθητο, λέει ο Esquivel-Sirvent, που είναι πιθανό να υπάρχουν ακόμα και άλλα, μη ανιχνευμένα φαινόμενα που παίζουν ρόλο εδώ.
Προχωρώντας μπροστά, η Küçüköz και οι συνάδελφοί της θέλουν να χρησιμοποιήσουν τις κοιλότητές τους ως μέρος πιο σύνθετων πειραμάτων με το φως, συμπεριλαμβανομένων κάποιων που περιλαμβάνουν την τοποθέτηση αντικειμένων μέσα στην κοιλότητα μεταξύ των δύο νιφάδων χρυσού.
