诺贝尔奖得主发现物理新规律：真空并不空，存在一种神奇的排斥力

今早我梦醒了坎

真空，如果从气压角度来说，是指某一空间内低于一个大气压力的气体状态，如果从更广义层面上来理解真空，是指某一空间内空无一物，不存在任何物质和能量，下面我们来想象一这样一个小实验：我们将一对金属板平行、近距离的放置在真空中，这两块金属板会发生什么现象？

根据电磁学的常识，如果这两块金属是带电的，那么两块金属板之间会产生电磁力，如果两金属板带有同种电性，那么两块金属板之间会产生排斥力，如果带有不同电性，那么会产生吸引力，那么如果这两块金属板是不带电，可能大多数的读者会认为两块金属板不存在任何力，也是真空。
卡西米尔效应
是的，如果根据经典物理学来预测这个小实验，那么这两块金属板之间的确什么也没有，但是由于两块金属板之间的距离很近，在如此小的范围内，可能某些物理学的规律就不适用了，就像物体在高速运动时，被奉为真理的牛顿经典力学同样不适用是一个道理，在如此小的范围内，我们就要应用到量子力学的知识，
量子理论认为：不存在绝对的真空，看似平静的真空都充斥着激烈的量子涨落（真空涨落），真负虚粒子会不断的产生、湮灭，所以在微观量子领域，真空中是充满能量的，当两块金属板靠近时，两块金属板之间的能量会被挤出去，金属板之间的空间会与周围空间形成一个能量差，这个能量差会使两块金属板不断靠近。

从宏观角度看，这种能量差导致两块金属板相互靠近，所表现出的现象就是两块金属板之间产生了一种吸引力，我们将这种现象称为卡西米尔效应。
卡西米尔效应的重要意义
后来物理学家对于卡西米尔效应进行了具体测量，虽然卡西米尔效应在宏观角度来说微乎其微，但卡西米尔效应却对于物理学，尤其是对于宏观物理学与微观量子力学的统一具有重要意义，因为卡西米尔效应真实的将微观量子效应体现在了宏观物体上。
不过，近期诺贝尔物理学奖得主维尔切克与斯德哥尔摩大学的蒋庆东的一项新发现似乎要刷新我们对于卡西米尔效应的认知，因为维尔切克与蒋庆东发现：在相同的实验中，如果改变了实验材料，两块金属板之间的吸引力会消失，甚至会产生一种与其完全相反的排斥力，这又是怎么回事呢？维尔切克与蒋庆东发现：如果在实验中，在两块金属板之中加入手性材料，那么实验结果将会发生逆转。
逆卡西米尔效应
手性材料对于大多数的读者都是一个很陌生的词汇，这里给大家简单的介绍一下，手性材料可以理解成：具有“手性”的材料，手性是不能与其镜像完全重合的物质，那么什么样的物质不能与其镜像重复呢？最简单的例子就是我们的手，我们的左手与互成镜像的右手就是不能重合的，所以说手性材料就是指不能与其镜像重合的材料，我们将这种“手性材料”加入到两块金属板之间，那么两块金属板之间的卡西米尔效应的吸引力就会消失，并且表现出排斥力，这种排斥力被称为逆卡西米尔效应，更神奇的是：这种逆卡西米尔效应还可以通过改变手性材料的温度、磁场，进行大小调节。

当然，逆卡西米尔效应在宏观范围内来看也是微乎其微的，所以维尔切克与蒋庆东为了逆卡西米尔效应的存在，选择了光子来进行试验，光子传播方向的改变证明了逆卡西米尔效应的确存在。
既然卡西米尔效应是因为空间内的能量差产生的，那么逆卡西米尔效应背后的原理是什么呢？

维尔切克与蒋庆东认为：可能是手性材料的特殊性质打破了光子的对称性，导致空间内每一个光子的动量发生了改变，这种说法虽然可以解释逆卡西米尔效应，但其理论的正确与否，还需更多的实验进行验证。

逆卡西米尔效应的发现与卡西米尔效应不同，卡西米尔效应的重要在于微观量子效应在宏观的体现，而逆卡西米尔效应将会对于纳米器件制造、维修提供一种全新的思路，例如：纳米尺度内物质的剥离，还可以利用逆卡西米尔效应在纳米尺度上、量子水平上进行更多材料性质的探索。