实验装置和悬臂设计。图片来源：Nature Physics （2024）。DOI： 10.1038/s41567-024-02521-0

中国科学院中国科学技术大学合肥微尺度物理科学国家实验室曾长安教授和张辉教授带领的研究团队以磁流体为中间介质，实现了磁场控制下从卡西米尔引力到排斥的可逆转变。他们的研究发表在《自然物理学》上。

卡西米尔效应是荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔在1948年预测的一种现象。根据这一理论，由于量子涨落，真空中的两个电中性金属板在亚微米尺度上受到吸引力。根据Lifshitz理论，卡西米尔力受材料的介电函数和磁导率的影响。

以前的研究主要集中在材料介电功能的设计上。然而，大多数材料都具有对外部场不敏感的介电功能，因此使用外部场调节卡西米尔力具有挑战性。

在这项研究中，研究人员发现磁流体的磁导率可以受到磁场的显着调节。通过巧妙的设计，他们选择使用磁流体作为中间介质来研究金球和二氧化硅衬底之间的卡西米尔效应。

将计算与实验相结合，研究人员发现卡西米尔力可以在较大的参数空间（磁场大小、金球与基板之间的距离、磁流体的体积分数）上进行调整。特别是，他们实现了从磁场可调卡西米尔吸引力到排斥力的可逆转变。

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。

本研究为未来基于可调卡西米尔效应的微机电系统器件的发展提供了新的思路。

更多信息：Yichi Zhang 等人，卡西米尔力的磁场调谐，Nature Physics （2024）。DOI： 10.1038/s41567-024-02521-0

期刊信息： Nature Physics