Under the right circumstances, this

Under the right circumstances, this Casimir-Lifshitz force can be repulsive instead of attractive. The two plates must be made of different materials, and they must be separated by a fluid whose response to electric fields is intermediate between that of the plates themselves.

To test this part of the theory, Capasso and his colleagues measured the force between a gold-coated polystyrene sphere 40 microns in diameter and a plate made either of gold or of silica, all immersed in the organic liquid bromobenzene. They mounted the tiny sphere on the arm of an atomic force microscope, and used lasers to detect the bending of the arm as they brought the sphere closer to the plate. From that they could calculate the force on the sphere.

To make sure that they were measuring only the Casimir-Lifshitz force, the researchers took extraordinary measures to eliminate any stray electric charges in the experimental system. They also moved the sphere toward and away from the plate at different speeds, which allowed them to subtract out forces arising from the motion of the sphere through the liquid bromobenzene.

As the gold-coated sphere was brought closer to the gold plate, the researchers measured a tiny attractive force. But when they used a silica plate instead, they found a repulsive force starting at a separation of about 80 nanometers. The forces involved are tiny indeed--around one ten-billionth of a newton. Picking up an apple requires a force of about one newton.

The measured forces agree fairly well with predictions from the Casimir-Lifshitz theory. Any discrepancies, the researchers say, are most likely due to insufficiently precise knowledge of the electromagnetic properties of the materials used in the experiments.

As well as verifying experimentally an esoteric aspect of quantum mechanics, the existence of a repulsive force could be a boon in the design of nanodevices with tiny moving parts. Such devices must cope with friction, the force that resists sliding motion of touching surfaces because of the slight adhesion between them. For nanocomponents of the right composition, immersed in a suitable liquid, the repulsive Casimir-Lifshitz force would amount to a kind of quantum levitation that would keep surfaces slightly apart and allow easy movement.

Bromobenzene, chosen in these experiments for its electrical properties, would not be a good practical choice, Capasso says, because of safety concerns. But many other suitable liquids exist, he says. Teflon could substitute for silica, and metals other than gold would also produce repulsion, so that designers of nanodevices would have range of building materials to draw on.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสม แรง Casimir Lifshitz นี้ได้ repulsive แทนที่น่าสนใจ แผ่นสองต้องทำจากวัสดุต่าง ๆ และจะต้องคั่น ด้วยน้ำมันตอบสนองการไฟฟ้าเขตเป็นกลางระหว่างที่แผ่นเองการทดสอบนี้เป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎี Capasso และเพื่อนร่วมงานของเขาวัดแรงระหว่างทองเคลือบโฟมทรงกลม microns 40 เส้นผ่านศูนย์กลางและแผ่นทองคำหรือ ของซิลิ ก้า สัมผัส bromobenzene ของเหลวอินทรีย์ทั้งหมด พวกเขาติดตั้งทรงกลมเล็ก ๆ บนแขนของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมการ และใช้แสงเลเซอร์ในการตรวจหาการดัดของแขนขณะที่พวกเขานำทรงกลมเข้าไปแผ่น จากที่ พวกเขาสามารถคำนวณแรงบนทรงกลมนักวิจัยใช้เวลาพิเศษมาตรการค่าธรรมเนียมไฟฟ้าใด ๆ หลงทางในระบบทดลองเพื่อตรวจสอบให้แน่ใจว่า พวกเขาได้วัดเฉพาะแรง Casimir Lifshitz พวกเขายังย้ายเรื่องไปยัง และ จากแผ่นที่ความเร็วที่แตกต่างกัน ซึ่งได้รับอนุญาตให้ลบออกกองที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของทรงกลมผ่าน bromobenzene เหลวเป็นทรงกลมเคลือบทองถูกนำเข้าไปยังแผ่นทอง นักวิจัยวัดแรงน่าสนใจเล็ก ๆ แต่เมื่อพวกเขาใช้แผ่นซิลิกาแทน พวกเขาพบแรง repulsive ราคาเริ่มต้นที่แบ่งแยก nanometers ประมาณ 80 กองกำลังที่เกี่ยวข้องมีขนาดเล็กจริง ๆ - สถานหนึ่งสิบ-billionth ของนิวตัน รับแอปเปิลต้องแรงของนิวตันที่เดียวกองวัดยอมรับค่อนข้างดีกับคาดคะเนจากทฤษฎี Casimir Lifshitz ความขัดแย้ง นักวิจัยพูด มักเนื่องจาก insufficiently แม่นยำรู้คุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในการทดลองแม่เหล็กไฟฟ้าและตรวจสอบการ experimentally ข้อมูลด้านควอนตัมลึกลับ การดำรงอยู่ของกองทัพ repulsive อาจเป็นบุญในการออกแบบของ nanodevices มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวเล็ก ๆ อุปกรณ์ดังกล่าวต้องรับมือกับแรงเสียดทาน แรงที่พยายามขัดขวางการเลื่อนการเคลื่อนที่ของพื้นผิวที่สัมผัสเนื่องจากยึดเกาะเล็กน้อยระหว่างนั้น สำหรับ nanocomponents ของส่วนประกอบด้านขวา แช่อยู่ในน้ำยาที่เหมาะสม แรง Casimir Lifshitz repulsive จะจำนวนชนิดของ levitation ควอนตัมที่จะให้ห่างกันเล็กน้อยพื้นผิว และช่วยให้เคลื่อนไหวง่ายBromobenzene เลือกทดลองเหล่านี้สำหรับคุณสมบัติของไฟฟ้า จะไม่ได้ประทับใจดี Capasso กล่าวว่า เนื่องจากความกังวลด้านความปลอดภัย แต่ของเหลวที่เหมาะสมหลายอื่นมีอยู่ เขากล่าวว่า เทฟลอนสามารถแทนซิลิก้า และโลหะอื่นที่ไม่ใช่ทองจะยังผลิต repulsion เพื่อให้นักออกแบบของ nanodevices จะมีช่วงของการวาดบนวัสดุก่อสร้าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสมนี้แรงเมียร์-Lifshitz สามารถรังเกียจแทนน่าสนใจ แผ่นเปลือกโลกสองแผ่นจะต้องทำจากวัสดุที่แตกต่างกันและพวกเขาจะต้องถูกคั่นด้วยของเหลวที่มีการตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าเป็นสื่อกลางระหว่างที่แผ่นเปลือกโลกเอง. ในการทดสอบส่วนหนึ่งของทฤษฎีนี้ Capasso และเพื่อนร่วมงานของเขาวัดแรงระหว่างทอง สไตรีนทรงกลมเคลือบ 40 ไมครอนในเส้นผ่าศูนย์กลางและแผ่นที่ทำอย่างใดอย่างหนึ่งของทองหรือของซิลิกาทั้งหมดแช่ใน bromobenzene ของเหลวอินทรีย์ พวกเขาติดทรงกลมเล็ก ๆ บนแขนของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมและใช้เลเซอร์ในการตรวจจับดัดแขนขณะที่พวกเขานำมาทรงกลมใกล้ชิดกับแผ่น จากการที่พวกเขาสามารถคำนวณแรงบนทรงกลม. เพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาได้รับการวัดเพียงแรงเมียร์-Lifshitz นักวิจัยใช้มาตรการพิเศษเพื่อขจัดค่าใช้จ่ายใด ๆ ไฟฟ้าจรจัดในระบบการทดลอง พวกเขาก็ย้ายไปสู่รูปทรงกลมและอยู่ห่างจากแผ่นที่ความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งได้รับอนุญาตให้ลบออกกองกำลังที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของทรงกลมผ่าน bromobenzene ของเหลว. ในฐานะที่เป็นทรงกลมเคลือบทองถูกนำใกล้ชิดกับแผ่นทองนักวิจัย วัดแรงที่น่าสนใจเล็ก ๆ แต่เมื่อพวกเขาใช้แผ่นซิลิกาแทนพวกเขาพบแรงน่ารังเกียจเริ่มต้นที่แยกประมาณ 80 นาโนเมตร กองกำลังที่เกี่ยวข้องกับการมีขนาดเล็กแน่นอน - รอบหนึ่งสิบพันล้านของนิวตัน หยิบขึ้นมาแอปเปิ้ลต้องใช้แรงประมาณหนึ่งนิวตัน. กองกำลังที่วัดเห็นด้วยค่อนข้างดีกับการคาดการณ์จากทฤษฎีเมียร์-Lifshitz ความแตกต่างใด ๆ , นักวิจัยกล่าวว่ามีแนวโน้มมากที่สุดเนื่องจากความรู้ที่แม่นยำไม่เพียงพอของคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุที่ใช้ในการทดลอง. เช่นเดียวกับการตรวจสอบการทดลองด้านลึกลับของกลศาสตร์ควอนตัม, การดำรงอยู่ของแรงน่ารังเกียจอาจเป็นประโยชน์ใน การออกแบบของ nanodevices กับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเล็ก ๆ อุปกรณ์ดังกล่าวจะต้องรับมือกับแรงเสียดทานแรงที่ต่อต้านการเลื่อนการเคลื่อนไหวของพื้นผิวสัมผัสเพราะการยึดเกาะเล็กน้อยระหว่างพวกเขา สำหรับ nanocomponents ขององค์ประกอบที่ถูกต้องแช่อยู่ในของเหลวที่เหมาะสมน่ารังเกียจแรงเมียร์-Lifshitz จะต้องมีจำนวนชนิดของลอยควอนตัมที่จะทำให้พื้นผิวออกจากกันเล็กน้อยและอนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวได้ง่าย. Bromobenzene ได้รับการแต่งตั้งในการทดลองเหล่านี้สำหรับคุณสมบัติทางไฟฟ้าของมันจะ ไม่ได้เป็นทางเลือกที่ปฏิบัติดี Capasso กล่าวว่าเนื่องจากความกังวลด้านความปลอดภัย แต่หลายของเหลวอื่น ๆ ที่เหมาะสมอยู่เขาบอกว่า เทฟลอนสามารถทดแทนซิลิกาและโลหะอื่น ๆ กว่าทองยังจะผลิตเขม่นเพื่อให้นักออกแบบของ nanodevices จะมีช่วงของวัสดุก่อสร้างที่จะวาดบน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสม นี้ lifshitz แรง Casimir สามารถผลักแทน ที่น่าสนใจ แผ่นสองต้องทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน และพวกเขาต้องแยกจากกันโดยของเหลวที่มีการตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าเป็นตัวกลางระหว่างที่จานตัวเอง

เพื่อทดสอบส่วนนี้ของทฤษฎีcapasso และเพื่อนร่วมงานของเขาได้วัดแรงระหว่างสไตรีนเคลือบทองไมครอนทรงกลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 40 แผ่น ทำให้ทองคำ หรือของซิลิกา แช่ทั้งหมดในโบรโมเบนซีนของของเหลวอินทรีย์ พวกเขาติดตั้งทรงกลมเล็ก ๆบนแขนของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม และใช้แสงเลเซอร์ตรวจจับดัดแขนขณะที่พวกเขานำทรงกลมที่ใกล้ชิดกับจานจากที่พวกเขาสามารถคำนวณแรงบนทรงกลม .

เพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขามีวัดเพียง lifshitz แรง Casimir นักวิจัยนำมาตรการพิเศษเพื่อกำจัดใด ๆที่หลงทางประจุไฟฟ้าในระบบทดลอง พวกเขาก็ย้ายไปทางวงและห่างจากจานที่ความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งอนุญาตให้ลบ ออกแรงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของทรงกลมผ่านโบรโมเบนซีนเหลว

เป็นทองเคลือบทรงกลมมาใกล้จานทอง นักวิจัยได้วัดเล็ก ๆมีเสน่ห์แรง แต่เมื่อพวกเขาใช้ซิลิกาจานแทน พวกเขาพบว่าแรงผลักจากแยกประมาณ 80 นาโนเมตรกองกำลังที่เกี่ยวข้องมีขนาดเล็กจริงๆ -- ประมาณหนึ่งพันล้านสิบของนิวตัน เก็บแอปเปิ้ลต้องใช้แรง 1 นิวตัน

วัดแรงยอมรับค่อนข้างดี ด้วยการคาดคะเนจาก Casimir lifshitz ทฤษฎี ความขัดแย้งใด ๆ นักวิจัยบอกว่า มีแนวโน้มมากที่สุดเนื่องจากไม่แม่นยำ ความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุที่ใช้ในการทดลอง .

ตลอดจนการตรวจสอบการทดลองด้านลึกลับของกลศาสตร์ควอนตัม , การดำรงอยู่ของแรงผลักอาจจะเป็นประโยชน์ในการออกแบบ nanodevices กับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเล็ก ๆ อุปกรณ์ดังกล่าวต้องเผชิญกับแรงเสียดทาน แรงที่ต้านการเคลื่อนไหวของผิวสัมผัสการเลื่อน เพราะการยึดเกาะเล็กน้อยระหว่างพวกเขา สำหรับ nanocomponents ขององค์ประกอบที่ถูกแช่อยู่ในของเหลวที่เหมาะสมที่น่ารังเกียจ lifshitz Casimir แรงจะ ปริมาณ ชนิดของควอนตัมลอยทำให้พื้นผิวที่ห่างกันเล็กน้อย และอนุญาตให้เคลื่อนย้ายง่าย

โบรโมเบนซีน , เลือกในการทดลองเหล่านี้ของสมบัติทางไฟฟ้า จะไม่เป็นทางเลือกที่ดีในทางปฏิบัติ capasso , กล่าวว่า , เนื่องจากความกังวลด้านความปลอดภัย แต่ของเหลวที่เหมาะสมอื่น ๆอีกมากมายที่มีอยู่ เขากล่าวว่า เทฟลอน สามารถใช้แทนซิลิกาและโลหะอื่นที่ไม่ใช่ทองก็จะผลิตเพื่อให้นักออกแบบของการขับไล่ nanodevices จะมีช่วงของวัสดุอาคารที่วาดบน