量子场论中的“卡西米尔效应”
通过改变两个物体的间隙大小，物理学家已经可以灵活调整卡西米尔力为排斥力或吸引力，用来创造一个无需外部能量驱动的最低势能平衡系统，这项技术将运用于纳米机械系统的制造和保障运行。
那么究竟什么是“卡西米尔效应”呢？这得从量子场论开始讲起了。
量子场论
如今的物理界将引力、电磁力等作用都用“场”的概念来描述，而在牛顿时代却不是这样。牛顿的引力是超距作用的，他认为引力的变化会瞬间传递给任何距离的物体。如果太阳突然爆炸了，引力的变化就会在爆炸瞬间传递给地球，地球的轨道也将立刻做出改变。
引力波模型
爱因斯坦的狭义相对论则告诉我们，信息的传播速度不可以超过光速，引力或任何其他作用也是如此。他在广义相对论中又对引力场做了准确描述，引力作用的传播本质上是“空间扭曲”的传播，也即“引力波”。引力波的传播速度与光速相同，所以如果太阳爆炸，要等到8分20秒后（光从太阳传播到地球花费的时间）我们才会看到太阳爆炸的场景，引力变化对地球的影响也才刚刚开始。
经典场论一般将场描述为空间或时间中每一点所赋予的物理量，这个定义基于连续的时间和空间，但量子理论显然不这么认为，时间和空间应该也是量子化的。经典场经过量子化后产生新的理论——量子场论，它陈述了各式各样的基本场（如电磁场）在空间中每个点处处被量子化的现象。
“正则”的说法，空间中每点的场其实是一个谐振子，量子化则意味着每点有一个量子谐振子。场的激发则对应到粒子物理学中的基本粒子，因而空间中的每一点都具有一颗粒子所应该拥有的属性，如：自旋、极化、能量等等。
真空涨落
这样的理论图像会使真空也具有极其复杂的结构。从德国物理学家沃纳·海森堡的“不确定原理”可以推导出真空中存在“量子涨落”。看似空无一物的真空中，其实在不断生成无数“粒子-反粒子”的虚粒子对，粒子对借取能量而生成，又在短时间内湮灭归还了能量。由于持续的时间非常之短，粒子也“有借有还”，所以我们看到的宏观世界仍然是“能量守恒”的。
暴涨宇宙模型
1973年由美国教师爱德华·特莱恩在《自然》期刊上发表的文章，指出“宇宙源自真空中的量子涨落”，本来宇宙是一片虚无，是量子涨落“借”来的能量产生了宇宙中的物质。德国物理学家帕斯夸尔·约尔旦也认为宇宙中恒星的质量对应着正能量，其引力势则对应负能量（这里负能量是因为引力势能使引力场中其他物体所具有的能量，相当于恒星把能量贡献出去了，所以算起来是“负”的），二者刚好大小相等、相消为零。提出过“宇宙暴涨理论”的美国物理学家阿兰·古斯，后来以比较令人信服的论据完善了特莱恩的推论。
卡西米尔效应
由此，我们知道了量子场论中的真空不再那么“空”了。真空其实也有能量，简谐振子的量子化过程，指出真空还存在有一个最低的能量值，称作零点能，这个最低能量是通过将空间中的所有的驻波能量加和计算得到的，因此此值并不为零。
这时如果你放入两块金属板（或两块介电材料板），就会扰动真空中原有的驻波，形成新的能量分布。如果你将金属板挨得非常近（缝隙小到纳米级别），则金属板外侧的驻波集合将大于缝隙中的驻波集合，也即金属板内外产生能量差，导致真空涨落对板产生向内的压力，表现为两块金属板相互吸引，这就是卡西米尔效应。在纳米领域，卡西米尔也会导致常见的纳米颗粒团聚现象。
说完理论，谈点实验
20世纪50年代，就有科学家预测，如果将卡西米尔实验中的真空替换为流体环境，并将两块板之一换成比流体折射率低的材料，就能使两块板互相排斥，制造出排斥的卡西米尔力。
单纯的排斥力并不比单纯的吸引力更有用，不过要是能创造出可调的卡西米尔力，既可排斥也可吸引，那我们也许无需能量就能顶起一颗微粒。
2010年在美国麻省理工学院，亚历杭德罗·罗德里格斯教授与其同事提出了一款实现“卡西米尔平衡”的方案。首先需要一款流体，还要含有涂层的一款材料，并且从多种材料和拓扑结构方案中找到合适的组合，就能使流体中的卡西米尔力达到平衡。
