美科學(xué)家首次測量出卡西米爾斥力

桂明清

真空中兩塊平行金屬板之間存在某種吸引力，這種吸引力被稱為卡西米爾力。通常情況下，這種力只會導(dǎo)致物體“相互吸引”，而非“相互排斥”。美國科學(xué)家最近在實驗中成功將這種力轉(zhuǎn)變?yōu)槌饬?，并對其進行了測量。

這項研究由哈佛大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授費代里科·卡帕索領(lǐng)導(dǎo)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，真空中兩塊平行金屬板的表面距離小于100納米時，產(chǎn)生的卡西米爾力十分明顯。如果將其中一塊金屬板置換為硅板，并將它與另一塊金屬板浸入某些流體中，使它們距離非常接近，此時產(chǎn)生的卡西米爾力便是一種斥力。

為了測量這種斥力，研究人員利用一個表面鍍金的微型球和一塊硅板模擬兩個平行平板。在非常微小的距離內(nèi)，二者的表面被認為是幾乎平行的。研究人員將二者浸入無色油狀液體溴苯中，使二者相互靠近，直至卡西米爾斥力開始發(fā)揮作用。此時，研究人員通過測量兩者距離變動時微型球的偏轉(zhuǎn)來測量卡西米爾斥力。

卡西米爾力非常微弱，但卻可以使納米及毫米尺度的電子元件粘合在一起。例如，在計算機芯片工業(yè)，當硅片上的元件小到一定尺度，它們就會粘在一起。如果將卡西米爾引力轉(zhuǎn)化為斥力，這種現(xiàn)象就不會發(fā)生。而且相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用前景將十分廣闊，例如可以用于制造無摩擦軸承等理想設(shè)備。