فیزیک‌دانان از دهه‌ی پنجاه میلادی نشان داده‌اند که نوسانات (fluctuations) کوانتومی باعث می‌شود دو صفحه در محیط خلاء همدیگر را جذب کنند. این پدیده به اثر کازیمیر معروف است. اما اکنون محققانی از آمریکا نشان داده‌اند که در شرایط خاصی، این پدیده برعکس می‌شود و صفحات همدیگر را دفع می‌کنند. این نتیجه می‌تواند منجر به پیدایش نوع جدیدی از ادوات نانومتری با اصطکاک بسیار پایین شود.
نیروی کازیمیر منفی می‌شود
فیزیک‌دانان از دهه‌ی پنجاه میلادی نشان داده‌اند که نوسانات (fluctuations) کوانتومی باعث می‌شود دو صفحه در محیط خلاء همدیگر را جذب کنند. این پدیده به اثر کازیمیر معروف است. اما اکنون محققانی از آمریکا نشان داده‌اند که در شرایط خاصی، این پدیده برعکس می‌شود و صفحات همدیگر را دفع می‌کنند. این نتیجه می‌تواند منجر به پیدایش نوع جدیدی از ادوات نانومتری با اصطکاک بسیار پایین شود.
نیروی خلاء اولین بار در سال ۱۹۴۸ به‌وسیله‌ی هندریک کازیمیر (دانشمند هلندی) پیش بینی شد و در سال ۱۹۵۶ به‌وسیله‌ی دانشمندی به نام لیفشیتز (Evgeny Lifshitz) با مواد واقعی مورد ارزیابی قرار گرفت. کارهای بعدی به این سمت پیش رفت که خلاء بین دو صفحه را با یک ماده جایگزین کنند. تحقیقات بعدی نشان داد که اگر صفحات و ماده‌ی بین آنها که معمولاً یک مایع است، خاصیت نفوذپذیری دی‌الکتریک (dielectric permitivity) خاصی داشته باشند، نیروی بین صفحات منفی خواهد شد.
نفوذپذیری دی‌الکتریک بیانگر این است که اتم‌ها و مولکول‌های یک ماده، چقدر راحت پلاریزه شوند. اگر نفوذپذیری مایع، کمتر از یکی از صفحات و بیشتر از دیگری باشد، جذب شدن مایع به صفحه‌ی اول، بیشتر از جذب شدن دو صفحه به همدیگر می‌شود. در نتیجه، دو صفحه همدیگر را دفع خواهند کرد.
اکنون محققان دانشگاه هاروارد و مؤسسه‌ی ملی سلامت در مریلند، این اثر را با استفاده از صفحات طلا و سیلیکا و مایع بروموبنزن نشان داده‌اند. آنها مایع جداکننده را در یک سلول ریختند که یک طرف آن صفحه‌ای از سیلیکا بود و طرف دیگر، یک صفحه‌ی دایره‌ای به شعاع ۴۰ میکرومتر از جنس سیلیکا و روکشی از طلا. صفحه‌ی طلایی از کانتیلور یک میکروسکپ نیروی اتمی (AFM) آویزان بود، لذا حرکت آن به‌وسیله‌ی این میکروسکپ قابل مشاهده و اندازه‌گیری بود.
این محققان، فاصله‌ی بین صفحات را از ۲۰ تا چندصد نانومتر تغییر داده، نیروهای بین آنها را اندازه‌گیری کردند. آنها با این کار دریافتند که اگر دو صفحه‌ی طلا و سیلیکا به هم نزدیک شوند، همدیگر را دفع می‌کنند، اما اگر به جای سیلیکا از صفحه‌ی طلا استفاده شود صفحات به هم جذب می‌شوند.
