美科学家首次测量出卡西米尔斥力

桂明清

真空中两块平行金属板之间存在某种吸引力，这种吸引力被称为卡西米尔力。通常情况下，这种力只会导致物体“相互吸引”，而非“相互排斥”。美国科学家最近在实验中成功将这种力转变为斥力，并对其进行了测量。

这项研究由哈佛大学工程和应用科学学院教授费代里科·卡帕索领导。科学家发现，真空中两块平行金属板的表面距离小于100纳米时，产生的卡西米尔力十分明显。如果将其中一块金属板置换为硅板，并将它与另一块金属板浸入某些流体中，使它们距离非常接近，此时产生的卡西米尔力便是一种斥力。

为了测量这种斥力，研究人员利用一个表面镀金的微型球和一块硅板模拟两个平行平板。在非常微小的距离内，二者的表面被认为是几乎平行的。研究人员将二者浸入无色油状液体溴苯中，使二者相互靠近，直至卡西米尔斥力开始发挥作用。此时，研究人员通过测量两者距离变动时微型球的偏转来测量卡西米尔斥力。

卡西米尔力非常微弱，但却可以使纳米及毫米尺度的电子元件粘合在一起。例如，在计算机芯片工业，当硅片上的元件小到一定尺度，它们就会粘在一起。如果将卡西米尔引力转化为斥力，这种现象就不会发生。而且相关技术的应用前景将十分广阔，例如可以用于制造无摩擦轴承等理想设备。