亚利桑那州立大学的物理学家Frank Wilczek首次证实，卡西米尔力可以被逆转。其具有的排斥性、可调性或增强性由板块间插入材料的性质决定。
为了使金属板间的卡西米尔力转化为排斥力，Wilczek等在金属板之间插入了手性材料，该材料可以产生左/右圆极化光子。
原力不仅是电影《星球大战》中的强大力量，也是物理学中的一种基本属性。例如，科学家将两个不带电的金属板放在真空中，然后说“voila!”——金属板就会像天行者卢克和他所信任的光剑那样互相吸引了。1948年，荷兰理论物理学家Hendrick Casimir首次预言了一种引力会导致这种效应，即卡西米尔效应。半个世纪后的1996年，在洛斯阿拉莫斯国家实验室，Steve Lamoreaux首次对卡西米尔力进行了实验测量。正如《星球大战》中的原力存在光明面与黑暗面一样，科学家们试图弄清楚，是否存在一种与卡西米尔力相等而又相反的力?
美国亚利桑那州立大学（简称ASU）物理学家Frank Wilczek说：“在两种相似材料之间，这个力总是对应于一个有吸引性卡西米尔力，其性质与介质材料无关。但是原则上讲，卡西米尔力可以是排斥的。”Wilczek解释说，由于原子级芯片的尺寸越来越小，制造排斥性卡西米尔力在半导体工业等领域已经有了极大的应用潜力。Wilczek说：“为了将卡西米尔力用于纳米设备和胶体技术，研究人员已经付诸了大量努力来实现排斥性卡西米尔力。”
《物理评论B辑》杂志3月4日报道，Wilczek和斯德哥尔摩大学的同仁Qing-Dong Jiang首次证明，卡西米尔力可以被逆转，其排斥性、可调性或增强性取决于插入金属板块之间的材料的性质。Wilczek说：“作为距离的函数，卡西米尔力可以在吸引力和排斥力之间来回‘振荡’，并通过外部磁场微调。”
由于量子效应的存在，金属板间真空空间中的“物质”并非毫无意义的研究对象，它充满了一种看不见的力量：电磁波。电磁波蕴含着巨大的未开发能量，在卡西米尔效应中，当板块一起移动时，真空中的部分波会被逐渐挤压出去，给其周围环境提供更多能量，并产生吸引力。真空中充满了电磁场虚光子的量子涨落，研究人员认为它们的涨落是一致的。为了使板块相互排斥并可调节，Wilczek等在板块间插入了一种手性材料，该材料产生的左/右圆极化光子具有不同的速度，可以向金属板传递非等量动量。
Wilczek等计算了在不同温度下，两种不同类型的手性材料在平板间的卡西米尔力。他们发现，这种力可以通过改变平板之间的距离或改变外加磁场的强度来调节。在同样的真空条件下，微调后产生的斥力是引力的三倍以上。Wilczek说：“实现类似物体之间的排斥性卡西米尔力的关键在于插入的手性材料。手性卡西米尔力有若干特征：可以振荡，能随着外部磁场的变化而变化等。”
Wilczek希望他们的研究成果可以为研究半导体和纳米器件的科学家们提供一种探索材料在量子水平上的行为和性质的新方法。Wilczek说：“通过这种力与独立可测量物质性质的联系，我们可以发现大量能直接反映量子涨落宏观效应的现象。”或许，科学家们甚至可以从Darth Vader最著名的电影台词“不要低估原力”中挖掘更多灵感。
编译：雷鑫宇
审稿：阿淼
责编：南熙
