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在所有由量子力學預測和解釋的令人費解的物理效應中，最違反直覺的之一是真空中的漲落可以對物體施加力——幾乎就像這些物體無中生有一樣。即使在空曠的空間中，也存在能量的波動，有時這些微小的漣漪會以可證明的方式發揮作用。其中一個例子被稱為卡西米爾效應，由已故荷蘭物理學家亨德里克·卡西米爾於 1948 年預測存在，在這種效應中，量子漲落會在真空中的兩個表面之間產生吸引力。
一組研究人員在《自然》雜誌的網路版上報告，他們首次證明了這種量子效應的排斥版本。他們的研究結果表明，透過明智地選擇兩種材料（二氧化矽和金）浸入流體（溴苯）中，可以觀察到量子漲落驅動材料分離。卡西米爾效應的這種排斥版本早已被預測，但從未被觀察到。
論文主要作者傑里米·蒙代，現為加州理工學院物理學博士後，表示他的團隊的研究可能有助於透過卡西米爾斥力分離元件，從而生產出超靈敏探測器和幾乎無摩擦的裝置。
“在通常會產生摩擦的地方，”他說，“你可以透過產生排斥相互作用來大大減少摩擦，這種相互作用不會讓表面接觸。”
更普遍地說，對卡西米爾效應及其操縱方式的更深入理解應該會使在奈米尺度上工作的工程師受益。蒙代表示，儘管商業上可用的裝置還沒有小到足以受到卡西米爾效應的嚴重影響，但隨著它們繼續縮小，這種效應將開始發揮作用。
“隨著人們試圖突破極限，製造越來越小的裝置，那麼你就必須開始擔心這個問題，”蒙代說。“因為每當您有一個移動結構，並且它進入另一個固體結構幾十或幾百奈米範圍內時，卡西米爾力就會開始在那裡相互作用。因此，這會改變您設計裝置的方式。”
圖片來源：Jay Penni 和 Federico Capasso