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物理:測定された長距離Casimir-Lifshitz斥力

Nature 457, 7226 doi: 10.1038/nature07610

量子ゆらぎは、巨視的物体に広がる分子間力を作り出す。分子間隔が数ナノメートル以下の場合には、こうした相互作用はよく知られているファンデルワールス力である。しかし、Casimir、Polder、およびLifshitzの理論で認められているように、間隔がもっと長距離の場合および巨視的凝縮系媒体の間では、有限の光速度に伴う遅延効果が示される。このような長距離力はすべての物質内に存在するが、これまで物体間で測定されたのは引力相互作用のみである。今回我々は、理論予測を踏まえて、流体中に浸漬した相互作用物質を適切に選ぶことによって、この力の符号が引力から斥力に変わりうることを実験的に示す。測定された斥力相互作用は、引力相互作用よりも弱いことが見いだされている。しかし、いずれの場合も、力の大きさは面間隔が狭まるにつれて増大する。Casimir-Lifshitz斥力は、流体中の物体の量子浮揚を可能にし、非常に低い静止摩擦力をもつ新種のスイッチング可能なナノスケールデバイスにつながるかもしれない。

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