利用外部磁场可逆控制卡西米尔力的方法

卡西米尔力或卡西米尔效应是一种量子力学现象，由相距很短的两个导电或介电表面之间的电磁场波动引起。研究表明，这种力可以是吸引力，也可以是排斥力，具体取决于实验所用材料的介电和磁性。

中国科学技术大学的研究人员最近一直在探索利用外部磁场选择性调节卡西米尔力的可能性，换句话说，将其从吸引力转变为排斥力，反之亦然。他们的研究发表在《自然物理》杂志上，展示了成功通过磁场调节水基磁流体中金球和硅板产生的卡西米尔力。

该论文的通讯作者曾长干告诉 Phys.org：“我的研究领域是凝聚态物理，但我对基础物理也很感兴趣，例如量子涨落及其引起的效应。”

“在过去的二十年里，我一直密切关注卡西米尔力领域的发展，其中Munday 等人在《自然》杂志上发表的一篇论文给我留下了特别深刻的印象。卡西米尔力通常具有吸引力，这对微机电系统 (MEMS) 等应用提出了挑战。在他们的论文中，作者设计了一个巧妙的实验，通过仔细选择所涉及材料的介电常数来实现排斥卡西米尔力。”

受 2009 年发表的这篇论文的启发，曾教授开始进一步研究如何通过施加磁场来可逆地控制卡西米尔力。他希望设计出一种可靠的方法来调节卡西米尔效应，从而为研究和技术开发开辟新的途径。

“最初，我们考虑通过施加电场来控制卡西米尔力，这受到了场效应晶体管器件概念的启发，”曾教授解释道。“尽管众所周知，卡西米尔力取决于所涉及材料的介电常数，但这些介电常数通常对外部场不敏感。另一方面，根据利夫希茨理论，卡西米尔力还取决于材料的磁导率。”