Пространство между двумя сближенными поверхностями — вовсе не пустота, а бурлящий «квантовый клей». В нём непрерывно рождаются и аннигилируют квантовые флуктуации — микроскопические всплески энергии электромагнитных полей, которые, согласно квантовой теории, придают вакууму динамическую структуру. Эти флуктуации создают силу притяжения или отталкивания — эффект Казимира, названный в честь голландского физика Хендрика Казимира, предсказавшего его в 1948 году. Сегодня этот эффект учат использовать для левитации объектов без механической опоры.
В эксперименте исследователи поместили полистироловую пластинку над тефлоновой подложкой, а зазор заполнили магнитной жидкостью, содержащей наночастицы. Изменяя внешнее магнитное поле, они управляли оптическими свойствами этой жидкости — её способностью взаимодействовать со светом, а именно диэлектрической проницаемостью. Это напрямую модулировало квантовое давление Казимира в зазоре: меняя отклик среды на электромагнитные флуктуации, можно было переключать силу с притяжения на отталкивание. Пластинка зависала, удерживаемая исключительно квантовым полем.
Примечательно, что левитация достигалась даже при комнатной температуре, хотя тепловое дрожание — хаотичное движение частиц, связанное с энтропией, — стремится разрушить этот тонкий баланс. Учёные вычислили критический порог, за которым тепловые флуктуации перевешивают квантовые, и сумели преодолеть его за счёт точной настройки материалов. Самое неожиданное: чем тоньше подбирались оптические свойства компонентов, тем выше поднималась пластинка — на десятые доли миллиметра, что для масштабов микромира сопоставимо с полётом на несколько метров в нашем мире. Иными словами, аналогия с «квантовым клеем» упрощает картину: на деле это тонкая игра электродинамических сил в неравновесной среде, но суть остаётся верной — пустота способна стать надёжной опорой.
Эффект Казимира предсказал голландский физик Хендрик Казимир в 1948 году, когда изучал силы между молекулами клея.
Технология напоминает фантастические ховерборды, парящие без колёс и двигателей, только вместо магии — квантовый клей.