中国科大在卡斯米尔效应的磁场调控研究中取得重要进展
近日，中国科年夜曾长淦传授、张汇副研究员研究团队正在磁场调控卡斯米尔力研究方面取患上重要进展。该团队以磁流体为中心介质，胜利完成了磁场调控下卡斯米尔（Casimir）吸引力到排斥力的可逆改变。相干研究结果以“Magnetic-field tuning of the Casimir force”为题于5月24日以Article情势正在线颁发正在《Nature Physics》上（DOI: 10.1038/s41567-024-02521-0）。卡斯米尔效应是荷兰物理学家亨德里克·卡斯米尔于1948年预言的一种征象，即正在真空中两片电中性金属板正在亚微米标准上会因量子涨降而凡是泛起吸引力。除了了量子力学根蒂根基研究的价值，卡斯米尔效应还遭到产业界的存眷，由于卡斯米尔力对微电机体系器件影响很年夜。人们但愿完成对卡斯米尔力的调控，出格是完成卡斯米尔力从吸引力到排斥力的外场调控。凭据Lifshitz实践，卡斯米尔力受资料介电函数以及磁导率影响，而以前的研究首要存眷资料的介电函数设计，而年夜大都资料的介电函数对外场没有敏感，使患上外场调治卡斯米尔力不断是一个伟大应战。研究团队把眼光转向资料的磁导率调控。他们发明磁流
近日，中国科年夜曾长淦传授、张汇副研究员研究团队正在磁场调控卡斯米尔力研究方面取患上重要进展。该团队以磁流体为中心介质，胜利完成了磁场调控下卡斯米尔（Casimir）吸引力到排斥力的可逆改变。相干研究结果以“Magnetic-field tuning of the Casimir force”为题于5月24日以Article情势正在线颁发正在《Nature Physics》上（DOI: 10.1038/s41567-024-02521-0）。
卡斯米尔效应是荷兰物理学家亨德里克·卡斯米尔于1948年预言的一种征象，即正在真空中两片电中性金属板正在亚微米标准上会因量子涨降而凡是泛起吸引力。除了了量子力学根蒂根基研究的价值，卡斯米尔效应还遭到产业界的存眷，由于卡斯米尔力对微电机体系器件影响很年夜。人们但愿完成对卡斯米尔力的调控，出格是完成卡斯米尔力从吸引力到排斥力的外场调控。凭据Lifshitz实践，卡斯米尔力受资料介电函数以及磁导率影响，而以前的研究首要存眷资料的介电函数设计，而年夜大都资料的介电函数对外场没有敏感，使患上外场调治卡斯米尔力不断是一个伟大应战。
研究团队把眼光转向资料的磁导率调控。他们发明磁流体的磁导率可以被磁场合显著调治。经研究团队的巧妙设计，抉择以磁流体作为中心介质来研究金球以及二氧化硅衬底之间的卡斯米尔效应。经由过程计较与试验相联合，他们发明可以正在很年夜的参数空间（磁场巨细、金球与衬底间隔、磁流体体积分数）规模调治卡斯米尔力，出格是完成了磁场调控的卡斯米尔吸引力到排斥力的可逆改变。正在这一事情中，研究团队降服了种种坚苦，开发了一种合用于非通明液体中卡斯米尔力丈量的特殊悬臂梁安装。本发明将鞭策量子涨降效应调控的深切研究以及可能使用，为将来成长基于可调控卡斯米尔效应的微电机体系器件供给了新思绪。
图1：（a）磁场调控卡斯米尔效应示用意；（b）丈量安装示用意；（c）没有同磁场下卡斯米尔力随金球-衬底间隔的变迁。
本事情首要由曾长淦传授带领的“蓝色原子极客中间”本科生科研团队实现，2018级少年班学院本科生张一弛为论文第一作者，曾长淦传授、张汇副研究员为论文配合通信作者。“蓝色原子极客中间”科研团队正在校团委果撑持下于2017年景立，成员全数是中科年夜正在校本科生，建立以来不断致力于卡斯米尔效应研究。该团队的另外一项研究结果“扫描卡斯米尔力显微镜”于2023年获第十届“应战杯”安徽省年夜学生课外学术科技作品比赛一等奖，天下赛区三等奖，并请求了多项国度发现专利。本事情获得了国度重点研发规划名目、国度天然迷信基金重点名目、科技立异2030重年夜名目、迷信院青年团队名目、安徽省重年夜根蒂根基研究名目等名目的赞助，也获得了校团委“极客中间”、教务处“年夜学生立异守业规划”、和微纳研究与创造中间的撑持。
图2：“蓝色原子极客中间”本科生科研团队局部成员正在“应战杯”比赛颁奖现场。
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