研究人員使液晶發生扭曲

朱崇愷

?卡西米爾扭矩微小力量的藝術表現

卡西米爾效應是由荷蘭物理學家亨德里克·卡西米爾（Hendrik Casimir）于1948年提出的一種現象。根據量子場論中“真空不空”的觀念—真空中兩片中性（不帶電）的金屬板之間會相互吸引，這是經典物理理論無法解釋的現象。這種效應只有在兩物體之間的距離小于細菌的直徑（1微米）時才可能被檢測到。因為它是如此的微小，以致于卡西米爾扭矩一直難以被研究。

馬里蘭大學電氣和計算機工程系與物理系以及電子與應用物理研究所的成員合作，發明了可以測量這種已被預測了數十年現象的儀器，并在2018年12月20日的《自然》雜志上發表了研究結果。該儀器將液晶和固態晶體放置在幾十納米的距離上，然后通過偏光顯微鏡觀察了液晶如何扭曲。

“這是個有趣的情況。其實我們已經在工業上利用了卡西米爾扭矩，但卻對其機制尚不清楚。例如液晶顯示器，我們知道如何制造屏幕中的液晶，并使其扭曲，但我們并不知道它們為何扭曲。此項研究證明卡西米爾扭矩是液晶扭曲力的關鍵組成部分。”該研究的負責人杰里米·蒙迪說。

蒙迪表示，利用卡西米爾效應，可以使納米大小的部件移動，這可以被用來發明新的納米級器件，例如納米電機等。