物理科學：科學家揭示兩個著名的量子效應之間的相互作用！
藝術家用超導材料覆蓋的兩根弦的印象，卡西米爾力將它們推到一起。在光束的中心是孔陣列，其形成捕獲光場的光學諧振器，其用於在任何溫度下非常精確地測量力。
卡西米爾力和超導性是兩種眾所周知的量子效應。這些現象已經分別進行了徹底研究，但是當這些影響在一個實驗中結合時會發生什麼？現在，代爾夫特理工大學已經創造了一種微芯片，在其上放置兩根電線，以便測量當它們變成超導時作用於它們的卡西米爾力。
真空真空嗎？量子力學告訴我們它實際上是用粒子聚集的。在20世紀40年代，荷蘭物理學家Hendrik Casimir和Dirk Polder預測，當兩個物體放置在非常接近的位置，大約是人類頭髮直徑的千分之一時，這個“真空粒子”海洋將它們推到一起 - 這種現象稱為卡西米爾效應。這種吸引力存在於所有物體之間，甚至對我們將組件放置在微芯片上的緊密程度設定了基本限制。
超導性是另一個眾所周知的量子現象，也是荷蘭人Heike Kamerlingh Onnes在20世紀初發現的。它描述了某些材料（如鋁或鉛）如何允許電流流過它們而在低溫下沒有任何阻力。在過去的100年裡，超導體徹底改變了我們對物理學的理解，並負責磁懸浮列車，MRI掃描甚至移動電話站。
夠不著
雖然卡西米爾效應和超導性都是廣泛研究的量子現象，但兩者之間的相互作用幾乎一無所知，而這正是一些物理學家認為下一個科學突破可能存在的地方。卡西米爾力量已在各種材料之間得到最終證明。然而，由於超低溫下的巨大技術挑戰，使用超導體來測量效果仍然遙不可及。
在物理評論快報的新出版物中，代爾夫特理工大學的研究人員引入了一種新穎的先進傳感器，使他們能夠首次測量緊密間隔的超導體之間的力。傳感器由一個微芯片組成，在其上放置兩根絃線。然後可以將這些電線冷卻到低溫，使它們超導。“這些琴絃在中心有孔，可作為光學諧振器，”組長SimonGröblacher說。“某波長的激光被困在那裡。我們可以使用這種光來測量兩根導線之間的小位移，這意味著我們可以測量在任何溫度下作用於它們的力。”
附加測試
憑藉其前所未有的力敏感性，研究人員還能夠在接近絕對零度的溫度下探索一些高度推測的量子引力理論 - 物理學的聖盃。“我們可以反駁一種更不可能和有爭議的量子引力理論，它預測我們應該看到由於引力場從超導體上反彈而產生強烈的Casimir效應，”該論文的第一作者Richard Norte說。“我們目前的靈敏度沒有測量到這種影響。”如果存在重力卡西米爾效應，它比這個理論預測的更微妙。
新的微芯片為在這兩個著名的量子效應碰撞的未知科學領域進行進一步實驗鋪平了道路。研究人員希望在不久的將來進一步提高其微芯片傳感器的靈敏度，並可能探測高溫超導體之間的卡西米爾效應。毫無疑問，超導性如何在這些特殊材料中發揮作用仍然是一個懸而未決的問題，卡西米爾實驗可以闡明基礎物理學。
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