研究人员使液晶发生扭曲

朱崇恺

 卡西米爾扭矩微小力量的艺术表现

卡西米尔效应是由荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔（Hendrik Casimir）于1948年提出的一种现象。根据量子场论中“真空不空”的观念—真空中两片中性（不带电）的金属板之间会相互吸引，这是经典物理理论无法解释的现象。这种效应只有在两物体之间的距离小于细菌的直径（1微米）时才可能被检测到。因为它是如此的微小，以致于卡西米尔扭矩一直难以被研究。

马里兰大学电气和计算机工程系与物理系以及电子与应用物理研究所的成员合作，发明了可以测量这种已被预测了数十年现象的仪器，并在2018年12月20日的《自然》杂志上发表了研究结果。该仪器将液晶和固态晶体放置在几十纳米的距离上，然后通过偏光显微镜观察了液晶如何扭曲。

“这是个有趣的情况。其实我们已经在工业上利用了卡西米尔扭矩，但却对其机制尚不清楚。例如液晶显示器，我们知道如何制造屏幕中的液晶，并使其扭曲，但我们并不知道它们为何扭曲。此项研究证明卡西米尔扭矩是液晶扭曲力的关键组成部分。”该研究的负责人杰里米·蒙迪说。

蒙迪表示，利用卡西米尔效应，可以使纳米大小的部件移动，这可以被用来发明新的纳米级器件，例如纳米电机等。