亞利桑那州立大學的物理學家Frank Wilczek首次證實，卡西米爾力可以被逆轉。其具有的排斥性、可調性或增強性由板塊間插入材料的性質決定。

爲了使金屬板間的卡西米爾力轉化爲排斥力，Wilczek等在金屬板之間插入了手性材料，該材料可以產生左/右圓極化光子。

原力不僅是電影《星球大戰》中的強大力量，也是物理學中的一種基本屬性。例如，科學家將兩個不帶電的金屬板放在真空中，然後說“voila!”——金屬板就會像天行者盧克和他所信任的光劍那樣互相吸引了。1948年，荷蘭理論物理學家Hendrick Casimir首次預言了一種引力會導致這種效應，即卡西米爾效應。半個世紀後的1996年，在洛斯阿拉莫斯國家實驗室，Steve Lamoreaux首次對卡西米爾力進行了實驗測量。正如《星球大戰》中的原力存在光明面與黑暗面一樣，科學家們試圖弄清楚，是否存在一種與卡西米爾力相等而又相反的力?

美國亞利桑那州立大學（簡稱ASU）物理學家Frank Wilczek說：“在兩種相似材料之間，這個力總是對應於一個有吸引性卡西米爾力，其性質與介質材料無關。但是原則上講，卡西米爾力可以是排斥的。”Wilczek解釋說，由於原子級芯片的尺寸越來越小，製造排斥性卡西米爾力在半導體工業等領域已經有了極大的應用潛力。Wilczek說：“爲了將卡西米爾力用於納米設備和膠體技術，研究人員已經付諸了大量努力來實現排斥性卡西米爾力。”

《物理評論B輯》雜誌3月4日報道，Wilczek和斯德哥爾摩大學的同仁Qing-Dong Jiang首次證明，卡西米爾力可以被逆轉，其排斥性、可調性或增強性取決於插入金屬板塊之間的材料的性質。Wilczek說：“作爲距離的函數，卡西米爾力可以在吸引力和排斥力之間來回‘振盪’，並通過外部磁場微調。”

由於量子效應的存在，金屬板間真空空間中的“物質”並非毫無意義的研究對象，它充滿了一種看不見的力量：電磁波。電磁波蘊含着巨大的未開發能量，在卡西米爾效應中，當板塊一起移動時，真空中的部分波會被逐漸擠壓出去，給其周圍環境提供更多能量，併產生吸引力。真空中充滿了電磁場虛光子的量子漲落，研究人員認爲它們的漲落是一致的。爲了使板塊相互排斥並可調節，Wilczek等在板塊間插入了一種手性材料，該材料產生的左/右圓極化光子具有不同的速度，可以向金屬板傳遞非等量動量。

Wilczek等計算了在不同溫度下，兩種不同類型的手性材料在平板間的卡西米爾力。他們發現，這種力可以通過改變平板之間的距離或改變外加磁場的強度來調節。在同樣的真空條件下，微調後產生的斥力是引力的三倍以上。Wilczek說：“實現類似物體之間的排斥性卡西米爾力的關鍵在於插入的手性材料。手性卡西米爾力有若干特徵：可以振盪，能隨着外部磁場的變化而變化等。”

Wilczek希望他們的研究成果可以爲研究半導體和納米器件的科學家們提供一種探索材料在量子水平上的行爲和性質的新方法。Wilczek說：“通過這種力與獨立可測量物質性質的聯繫，我們可以發現大量能直接反映量子漲落宏觀效應的現象。”或許，科學家們甚至可以從Darth Vader最著名的電影臺詞“不要低估原力”中挖掘更多靈感。

編譯：雷鑫宇

審稿：阿淼

責編：南熙