Физики обнаружили странные силы, воздействующие на наночастицы в микроскопическом мире

Ученые-физики из университета Нью-Мексико (University of New Mexico), Королевского колледжа в Лондоне (King’s College London), Англия, и Университета фотонных наук (Institute of Photonic Sciences), Испания, на протяжении проведения совместных изучений столкнулись с проявлением очень необычных сил, влияющих на наночастицы на самом мелком уровне материального мира. В соответствии с итогам более тщательных изучений эти силы имеют отношение к пограничной области, находящейся на стыке нанофотоники, квантовой механики и классической физики. А за появление этих сил несет ответственность эффект Казимира.

Напомним отечественным читателям, что эффект Казимира содержится в происхождении сил притяжения между двумя объектами, находящимися в вакууме на маленьком расстоянии друг от друга. Эти силы имеют не гравитационную природу, они появляются за счет колебаний электромагнитных волн, вызванных квантовыми флуктуациями в вакууме. Эти флуктуации, с позиций квантовой теории пространства, появляются за счет появления в вакууме и исчезновения огромного количества «виртуальных» частиц.

Не обращая внимания на малое время нахождения этих частиц в простом пространстве, они успевают создать малые, однако, ощутимые, силы давления на поверхность объектов.

«Потому, что мы занимаемся постоянным развитием области нанотехнологий, мы начинаем вторгаться на те уровни размеров и расстояний объектов, где подобные квантовые явления начинают господствовать над явлениями и силами из области классической физики» – говорит Алехандро Манхавакас (Alejandro Manjavacas), ученый-физик из университета Нью-Мексико, – «И на этом масштабе силы Казимира оказывают достаточно ощутимое действие на наночастицы, каковые вследствие этого демонстрируют очень необычное поведение».

Представьте себе маленькую сферическую наночастицу, вращающуюся над плоской поверхностью. С позиций классической физики, чтобы эта сфера начала двигаться относительно поверхности, нужен контакт данной частицы с поверхностью. Но, наномир уже не подчиняется всецело законам простой физики и за счет торможения вращения наночастицы из-за столкновений ее с «виртуальными» квантовыми частицами, она начинает двигаться относительно поверхности, не входя с ней в контакт.

«Наночастица испытывает действие боковых сил, как будто бы она входит в контакт с поверхностью. Но в действительности ее и поверхность разделяет маленькой промежуток» – говорит Алехандро Манхавакас, – «Это все является проявлениемнеобычных квантовых явлений и сил, однако, инженеры и учёные-нанотехнологи должны будут учитывать подобное в собственной предстоящей работе».

На данный момент данное открытие еще думается не весьма четким и не до конца обоснованным. Однако, при его помощи возможно растолковать кое-какие из необычных эффектов, замечаемых учеными, исследующимина самом мелком масштабе физического мира. А тот факт, что направлением необычных сил, влияющих на наночастицы, возможно руководить, изменяя расстояние между наночастицей и поверхностью, разрешит создать и изготовить новые наноразмерные устройства, применяющие этот эффект в собственных целях.

Случайные записи:

• Кишечные бактерии превратили пшеницу в прекурсор бензина
• Общие слабости объединили человека с нейросетью

Рычаг.Момент силы ➽ Физика 7 класс ➽ видеоурок ➽ Перышкин

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Физики измерили влияние приливных сил на волновую функцию отдельных атомов

  При помощи ядерного интерферометра ученые смогли зафиксировать эффект искривленного пространства-времени на поведение отдельной частицы. Это достижение…

• Ученые обнаружили новую фундаментальную силу, которая действует подобно силам гравитации

  Ученым уже давно известен тот факт, что полностью тёмные тела (АЧТ) являются источником излучения, которое формирует отталкивающий эффект. Но, в…

• Как квантовая физика меняет мир

  Квантовая физика трудится с изучением поведения самых мелких вещей в отечественной Вселенной: субатомных частиц. Это довольно новая наука, только в…

• Ученые измерили силу казимира с помощью микрорасчески

  Группа исследователей из технологии и Гонконгского университета науки и Принстонского университета создали микросхему, в которой, за счет необыкновенной…