馬格努斯效應(yīng)是指一個(gè)旋轉(zhuǎn)的物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到一個(gè)垂直于運(yùn)動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)軸的力，這個(gè)力叫做馬格努斯力。這個(gè)效應(yīng)在日常生活中很常見(jiàn)，比如足球運(yùn)動(dòng)員踢出的弧線球，或者棒球投手投出的曲線球，都是利用了馬格努斯效應(yīng)。

馬格努斯效應(yīng)的原理是什么呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是由于物體的旋轉(zhuǎn)，使得流體在物體兩側(cè)的速度不同，根據(jù)伯努利方程，這就導(dǎo)致了物體兩側(cè)的壓強(qiáng)不同，從而產(chǎn)生了一個(gè)垂直于速度方向的壓差力，也就是馬格努斯力。

那么，馬格努斯效應(yīng)在微觀尺度上是否也存在呢？在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，微觀尺度上的馬格努斯力非常小，甚至可以忽略不計(jì)。為什么會(huì)這樣呢？原因是，在微觀尺度上，流體和物體之間的相互作用很強(qiáng)，導(dǎo)致流體在物體表面形成了一層邊界層，這層流體和物體一起旋轉(zhuǎn)，并不產(chǎn)生任何剪切力。因此，實(shí)際上只有附著層外面的流體才能對(duì)物體產(chǎn)生馬格努斯力。但是這部分流體受到附著對(duì)邊界層的影響很小，所以馬格努斯力也很小。

那么，在微觀尺度上有沒(méi)有什么方法可以增強(qiáng)馬格努斯效應(yīng)呢？答案是有的。最近有一篇論文發(fā)現(xiàn)了一種新的機(jī)制，叫做記憶誘導(dǎo)馬格努斯效應(yīng)（memory-induced Magnus effect）。這種效應(yīng)是在粘彈性流體中發(fā)現(xiàn)的。粘彈性流體是一種特殊的流體，它不僅具有粘性，還具有彈性。

粘彈性流體可以看作是由液態(tài)基質(zhì)和固態(tài)網(wǎng)絡(luò)組成的復(fù)合材料。固態(tài)網(wǎng)絡(luò)可以是聚合物鏈、膠束、納米顆粒等等。當(dāng)粘彈性流體受到外界擾動(dòng)時(shí)，它會(huì)表現(xiàn)出一種延遲響應(yīng)，也就是說(shuō)它會(huì)記住之前受到過(guò)什么樣的擾動(dòng)，并且在一段時(shí)間后才恢復(fù)到平衡狀態(tài)。這種延遲響應(yīng)就是粘彈性流體的記憶效應(yīng)。

那么，記憶效應(yīng)和馬格努斯效應(yīng)有什么關(guān)系呢？論文的作者通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常有趣的結(jié)果。當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的微觀顆粒在粘彈性流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它會(huì)在流體中產(chǎn)生一個(gè)形變場(chǎng)，這個(gè)形變場(chǎng)反映了流體網(wǎng)絡(luò)的壓縮和拉伸。由于流體的記憶效應(yīng)，這個(gè)形變場(chǎng)不會(huì)立即消失，而是會(huì)隨著顆粒的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。

當(dāng)顆粒同時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)形變場(chǎng)就會(huì)和顆粒的運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生一個(gè)夾角，從而導(dǎo)致了一個(gè)垂直于運(yùn)動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)軸的力，也就是記憶誘導(dǎo)馬格努斯力。這個(gè)力的大小和顆粒的旋轉(zhuǎn)速度、運(yùn)動(dòng)速度、以及流體的記憶時(shí)間都有關(guān)系。論文的作者還通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這個(gè)效應(yīng)，他們用磁場(chǎng)控制一些帶電的微觀顆粒在粘彈性流體中的運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，并且測(cè)量了它們受到的馬格努斯力。他們發(fā)現(xiàn)，在粘彈性流體中，馬格努斯力比在牛頓流體中增強(qiáng)了大約一百萬(wàn)倍！

這篇論文揭示了一種新的物理現(xiàn)象，也為微觀尺度上的粒子操縱提供了一種新的方法。我們可以利用記憶誘導(dǎo)馬格努斯效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子的分選、導(dǎo)向、聚集等功能，也可以用它來(lái)創(chuàng)造和可視化一些異常的流動(dòng)現(xiàn)象。這些都是非常有趣和有用的研究方向。