马格努斯效应在微观尺度的新发现：粘弹性流体中的记忆诱导机制

马格努斯效应是指一个旋转的物体在流体中运动时，会受到一个垂直于运动方向和旋转轴的力，这个力叫做马格努斯力。这个效应在日常生活中很常见，比如足球运动员踢出的弧线球，或者棒球投手投出的曲线球，都是利用了马格努斯效应。

马格努斯效应的原理是什么呢？简单来说，就是由于物体的旋转，使得流体在物体两侧的速度不同，根据伯努利方程，这就导致了物体两侧的压强不同，从而产生了一个垂直于速度方向的压差力，也就是马格努斯力。

那么，马格努斯效应在微观尺度上是否也存在呢？在实际实验中发现，微观尺度上的马格努斯力非常小，甚至可以忽略不计。为什么会这样呢？原因是，在微观尺度上，流体和物体之间的相互作用很强，导致流体在物体表面形成了一层边界层，这层流体和物体一起旋转，并不产生任何剪切力。因此，实际上只有附着层外面的流体才能对物体产生马格努斯力。但是这部分流体受到附着对边界层的影响很小，所以马格努斯力也很小。

那么，在微观尺度上有没有什么方法可以增强马格努斯效应呢？答案是有的。最近有一篇论文发现了一种新的机制，叫做记忆诱导马格努斯效应（memory-induced Magnus effect）。这种效应是在粘弹性流体中发现的。粘弹性流体是一种特殊的流体，它不仅具有粘性，还具有弹性。

粘弹性流体可以看作是由液态基质和固态网络组成的复合材料。固态网络可以是聚合物链、胶束、纳米颗粒等等。当粘弹性流体受到外界扰动时，它会表现出一种延迟响应，也就是说它会记住之前受到过什么样的扰动，并且在一段时间后才恢复到平衡状态。这种延迟响应就是粘弹性流体的记忆效应。

那么，记忆效应和马格努斯效应有什么关系呢？论文的作者通过理论分析和数值模拟，发现了一个非常有趣的结果。当一个旋转的微观颗粒在粘弹性流体中运动时，它会在流体中产生一个形变场，这个形变场反映了流体网络的压缩和拉伸。由于流体的记忆效应，这个形变场不会立即消失，而是会随着颗粒的运动而移动。

当颗粒同时旋转时，这个形变场就会和颗粒的运动方向产生一个夹角，从而导致了一个垂直于运动方向和旋转轴的力，也就是记忆诱导马格努斯力。这个力的大小和颗粒的旋转速度、运动速度、以及流体的记忆时间都有关系。论文的作者还通过实验验证了这个效应，他们用磁场控制一些带电的微观颗粒在粘弹性流体中的运动和旋转，并且测量了它们受到的马格努斯力。他们发现，在粘弹性流体中，马格努斯力比在牛顿流体中增强了大约一百万倍！

这篇论文揭示了一种新的物理现象，也为微观尺度上的粒子操纵提供了一种新的方法。我们可以利用记忆诱导马格努斯效应来实现粒子的分选、导向、聚集等功能，也可以用它来创造和可视化一些异常的流动现象。这些都是非常有趣和有用的研究方向。