
通过利用一种量子力学排斥力,研究人员使纳米颗粒相互排斥,在下一次实验中,他们计划悬浮一个微小的金纳米球。这种量子力是卡西米尔效应的一部分,该效应由荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔于1948年首次预测,描述了在真空中近距离放置的两个微小物体之间发生的吸引和排斥。虽然吸引力之前已被证实,但新实验标志着首次在实验室中看到排斥力。但这项实验不仅仅是一个巧妙的物理技巧;研究人员表示,这种排斥力有一天可能用于纳米级设备。首席作者杰里米·蒙迪(Jeremy Munday)表示,这项研究可能
通过卡西米尔排斥分离部件,有助于生产超灵敏探测器和几乎无摩擦的设备。“通常会有摩擦的地方,”他说,“通过一种不会让表面接触的排斥相互作用,你可以大大减少这种摩擦”[《科学美国人》]。
当两个平行的金属板在真空中彼此靠近放置时,卡西米尔力的吸引特性就会显现出来,并开始相互吸引。这
之所以会发生,是因为即使是真空实际上也在不断地产生和湮灭粒子。它们甚至可以短暂地与平板相互作用并施加压力。然而,两块板之间的狭小空间限制了可以出现的粒子类型,因此来自平板后方的压力超过了平板之间的压力。结果就是一种阻碍纳米级机器运转的吸引力[《新科学家》]。
但在20世纪60年代,一位俄罗斯物理学家推测,卡西米尔力也可能产生相反的效果,将物体推开。在发表于《自然》[需要订阅]上的新实验中,研究人员在液体溴苯中用一块硅板和一个微小的镀金珠粒实现了这种效果。
液体与二氧化硅板之间的卡西米尔吸引力大于金珠与二氧化硅板之间的吸引力,因此液体会绕过珠粒,将其推离平板[《新科学家》]。
虽然市售设备还不足以因卡西米尔效应而遇到问题,但研究合著者费德里科·卡帕索(Federico Capasso)表示,工程师们常规地在纳米尺度上工作只是时间问题。研究团队的
下一步是利用该现象在液体中悬浮一小块金或其他材料。“悬浮实验应该很简单,”卡帕索说,如果能实现,可能在10年内应用于微型机器。“我预感这会产生一些有用的东西,”他补充道[《自然新闻》]。
相关内容:80 beats:薄如纸的碳纳米管扬声器可以调大音量 80 beats:研究人员希望用纳米级“桶纸”建造一个新世界 Discoblog:用减震碳纳米管保护您的手机图片:Jay Penni / Federico Capasso













