Güç, yalnızca Star Wars’ta değil, fizikte de temel bir özelliktir. Örneğin, bilim insanları iki metal levhayı vakum içinde birbirine yakın bir yere koyduklarında, Luke Skywalker’ın ışın kılıcı gibi birbirlerini çekecekleri görülür.
1948’de Hollandalı Teorik Fizikçi Hendrick Casimir ilk önce bu etkiden sorumlu çekici bir kuvveti öngördü. Yarım yüzyıl sonra, 1996’da, Casimir Kuvveti ilk kez Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’ndaki Steve Lamoreaux tarafından deneysel olarak ölçüldü.
Bilim insanları; tıpkı Star Wars’daki gücün aydınlık ve karanlık tarafı gibi; eşit fakat tam tersi bir Casimir Kuvveti’nin olabileceğini düşündüler.
Arizona Eyalet Üniversitesi Fizikçi Frank Wilczek: “İki benzer malzeme arasında, bu kuvvet; aradaki malzemeler ne olursa olsun, çekici bir Casimir Kuvveti’ne karşılık gelir. Yine de, prensip olarak Casimir Kuvveti itici olabilir.”
Wilczek ve Stockholm Üniversitesi’nden meslektaşı Qing-Dong Jiang ile birlikte; ilk kez Casimir Kuvveti’nin plakaların arasına yerleştirilen malzemenin özelliklerine bağlı olarak tersine çevrilebileceğini ve iticinin, ayarlanabilir veya geliştirilebileceğini gösterdi.
İki metal plaka arasında bulunan boşluktaki “malzeme”, kuantum etkileri nedeniyle aslında görünmeyen bir güçle iç içe geçmiş nehirler gibidir. Bunlar ele geçirilmemiş enerji içeren elektromanyetik dalgalardır. Casimir Etkisi sırasında, plakalar birlikte hareket ettikçe, vakumdaki dalgaların bir kısmı yavaşça dışarıya çekilir, çevrelerine daha fazla enerji verir ve çekici kuvvete neden olur.
Vakum; aynı şekilde davrandığı varsayılan elektromanyetik alandaki (var olan ve çıkan sanal fotonlar) kuantum dalgalanmalarıyla doludur. Plakaları itici ve ayarlanabilir hale getirmek için Wilczek ve Stockholm Üniversitesi meslektaşı Qing-Dong Jiang, bu davranışı kıran plakaların arasına bir malzeme yerleştirdi. Bu “kiral” malzeme (kiral, Yunanca’da el kelimesinden gelir), sol ve sağ elle veya bu durumda, sağ ve sol dairesel polarize fotonlar gibi farklı iki tip fotonlara neden olur. Böylece materyal, fotonların her biri plakalara farklı miktarda momentum aktarabilen farklı hızlara sahip olmalarına yol açar.
Wilczek ve Jiang; iki araya giren kiral materyal türü için iki plaka arasındaki Casimir Kuvveti’ni ve farklı sıcaklıkları hesapladı. Gücün plakalar arasındaki mesafeyi değiştirerek veya uygulanan bir manyetik alanın gücünü değiştirerek ayarlanabileceğini buldular. Bu ayarlamaları yaparak, bir vakumda aynı kurulum için çekici kuvvetin üç katından daha güçlü itici Casimir Kuvveti sağlayabileceğini buldular.
Wilczek: “Benzer nesneler arasında itici Casimir Kuvvetlerini gerçekleştirmenin anahtarı; aralarına kiral malzeme yerleştirmektir. Kiral Casimir Kuvveti birkaç farklı özelliğe sahiptir: Salınımlı olabilir, boyutu büyük olabilir ve dış manyetik alanlara tepki olarak değişebilir…”
Araştırmacıların umutları, bu sonuçların, yarı iletkenler ve nano-araçlarla ilgilenen fizikçilere ve mühendislere; kuantum seviyesindeki farklı malzemelerin davranışlarını ve özelliklerini araştırmanın yeni bir yolunu sağlayacağı yönündedir.
Bu gücün bağımsız olarak ölçülebilir malzeme özelliklerine bağlanmasıyla, kişi doğrudan kuantum dalgalanmalarının makroskobik etkilerini yansıtan, tahmin edilen bir fenomen elde eder.
