朱崇愷

?卡西米爾扭矩微小力量的藝術(shù)表現(xiàn)

卡西米爾效應(yīng)是由荷蘭物理學(xué)家亨德里克·卡西米爾（Hendrik Casimir）于1948年提出的一種現(xiàn)象。根據(jù)量子場(chǎng)論中“真空不空”的觀念—真空中兩片中性（不帶電）的金屬板之間會(huì)相互吸引，這是經(jīng)典物理理論無法解釋的現(xiàn)象。這種效應(yīng)只有在兩物體之間的距離小于細(xì)菌的直徑（1微米）時(shí)才可能被檢測(cè)到。因?yàn)樗侨绱说奈⑿?，以致于卡西米爾扭矩一直難以被研究。

馬里蘭大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程系與物理系以及電子與應(yīng)用物理研究所的成員合作，發(fā)明了可以測(cè)量這種已被預(yù)測(cè)了數(shù)十年現(xiàn)象的儀器，并在2018年12月20日的《自然》雜志上發(fā)表了研究結(jié)果。該儀器將液晶和固態(tài)晶體放置在幾十納米的距離上，然后通過偏光顯微鏡觀察了液晶如何扭曲。

“這是個(gè)有趣的情況。其實(shí)我們已經(jīng)在工業(yè)上利用了卡西米爾扭矩，但卻對(duì)其機(jī)制尚不清楚。例如液晶顯示器，我們知道如何制造屏幕中的液晶，并使其扭曲，但我們并不知道它們?yōu)楹闻で?。此?xiàng)研究證明卡西米爾扭矩是液晶扭曲力的關(guān)鍵組成部分。”該研究的負(fù)責(zé)人杰里米·蒙迪說。

蒙迪表示，利用卡西米爾效應(yīng)，可以使納米大小的部件移動(dòng)，這可以被用來發(fā)明新的納米級(jí)器件，例如納米電機(jī)等。