研究人员正在利用神秘的卡西米尔力制造微型设备

Jahangir392

从无到有似乎不是一件好事，因此多年来科学家们一直试图利用物体碰撞时释放的微量能量。能量的来源如此晦涩难懂，一度被嘲笑为“永动机”的假想来源。现在，一个包括普林斯顿科学家在内的研究小组发现了一种方法来利用这种力量的一个方面，即厌恶的神秘力量。 七十年前，荷兰科学家亨德里克·卡西米尔（Hendrik Casimir）预测，这种能量来自量子效应，可以通过在真空中将两个非常靠近的板放置在实验上来观察。在近距离内，板块相互排斥，这对某些技术很有用。但直到最近，似乎不可能将这种“卡西米尔力量”变成任何有用的东西。 由香港科技大学和普林斯顿大学的研究人员制造的新型硅芯片是朝着利用卡西米尔力量迈出的一步。研究人员使用放置在板上的微米尺寸图像的巧妙组合，表明当它们相互接近时，板会缩回。完全由单个硅芯片构建这种设备可以为诸如 Casimir 的力量之类的应用铺平道路，以防止微小的机器部件粘在一起。这项工作发表在 2 月号的 Nature Photonics 杂志上。 真空能 “这是卡西米尔对硅芯片影响的首批实验测试之一，”普林

斯顿大学电气工程助理教授亚历杭德罗罗德里格斯说，他为 Ho Bun 团队制造的 电子邮件列表数据库 设备提供了理论计算。香港科技大学的陈教授。“此外，它使我们能够测量这些引起厌恶的琐碎结构上的力。它是双重的。” 硅结构看起来像两个覆盖着牙齿的板，它们在一个只有 100 纳米宽的微小间隙上相互面对。（一根人的头发有 60,000-80,000 纳米宽。）当两个板块靠得更近时，卡西米尔的力量就会发挥作用并将它们推开。 这种排斥效应无需任何努力就可以在真空中发生。这些特性导致这种能量被称为“零点能量”。他们还认为卡西米尔力不可能存在，因为它的存在意味着永动机，根据物理定律，这是不可能的。 然后断言其存在的力来自几个原子的普通量子变化，尽管所有空气都被抽空，但这些变化会一点一点地继续下去。 该团队已经表明，可以在硅中构建一个设备来控制卡西米尔部队。 “我们的论文表明，可以使用复杂图像的结构来控制卡西米尔力，”该论文的资深作者、香港科技大学的科学家 Ho Boon Chan 说。他的团队提出了卡西米尔部队的预期图像，这可能会吸引和排斥罗德里格斯 2008 年发表的作品。“这篇论文是使用受罗德里格斯设计启发的结构的实验实验，”陈说。 Rodriguez 和他在普林斯顿的团队




开发了一些方法，使研究人员能够计算两个平行板相互接近时的相互作用。借助这些工具，他们能够研究如果使用更复杂的几何形状会发生什么。这导致了 2008 年对令人反感的卡西米尔力的第一次预测。 使用涉及测量光如何与结构相互作用的纳米光子技术，罗德里格斯的团队获得了两个板相互作用产生的力的复杂方程。 硅装置包含一个微型机械弹簧，研究人员用它来测量两个板之间的力并测试量子力是否可以相互作用。近似 T 形硅的齿允许产生排斥力。反感来自地面的不同部分如何与相反的表面相互作用。 “我们试图弄清楚陈的团队需要做出什么样的形状才能产生显着的排斥力，所以我们做了一些背景调查和计算，看看可测量的单调性是否足够，”罗德里格斯说。. 展望未来，研究人员计划研究其他配置，这些配置可能导致更大的排斥力和更大的分离时更好地定义排斥。