研究人员利用磁场调节卡西米尔力

中国科学院中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室曾长干、张辉教授团队在磁场调控下，利用磁流体作为中间介质，实现了卡西米尔引力到斥力的可逆转变，相关研究成果发表在《自然·物理》杂志上。

卡西米尔效应是荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔于 1948 年预测的一种现象。根据该理论，真空中的两块电中性金属板由于量子涨落而产生亚微米级的吸引力。根据利夫希茨理论，卡西米尔力受材料介电函数和磁导率的影响。

此前的研究主要集中在材料介电函数的设计上，但大多数材料的介电函数对外场不敏感，利用外场调控卡西米尔力具有较大的难度。

本次研究中，科研人员发现磁流体的磁导率可受磁场显著调控，通过巧妙的设计，他们选择以磁流体作为中间介质，研究了金球与二氧化硅基底之间的卡西米尔效应。

研究人员通过计算与实验相结合，发现卡西米尔力可以在很大的参数空间(磁场强度、金球与基底之间的距离、磁流体的体积分数)上进行调控，特别是实现了从磁场可调的卡西米尔引力到斥力的可逆转变。

此外，研究人员还开发了一种特殊的悬臂梁装置，用于测量非透明液体中的卡西米尔力。

该研究为未来基于可调谐卡西米尔效应的微机电系统装置的发展提供了新思路。