Исследователи обнаружили силу, действующую на наночастицы в вакууме. Конечно, квантовая физика дает понимание, что даже вакуум заполнен крошечными электромагнитными колебаниями. Результаты нового исследования являются еще одним доказательством того, что мы только сейчас начинаем понимать странные силы, которые работают на микроуровне материального мира.
Одна из первых вещей, которые мы узнаем в классической физике, что идеальный вакуум — это место, полностью лишенное материи — трения здесь не может существовать, потому что пустое пространство не может воздействовать на объекты, перемещающиеся в нем. Но квантовая физика показала, что вакуум на самом деле заполнен крошечные электромагнитными колебаниями, которые могут влиять на активность фотонов — частиц света — и производить ощутимое воздействие на объекты.
Это воздействие называется эффектом Казимира, и оно впервые было предсказано физиками еще в 1948 году. Теперь новое исследование показало, что этот эффект еще более мощный, чем представляли его ученые. Эффект Казимира может быть измерен только в квантовых масштабах, но по мере развития технологий становится понятно, что эти квантовые эффекты могут сильно повлиять на работу продукции.
«Эти исследования важны, потому что мы развиваем нанотехнологии, где мы работаем над микроскопическими по размеру объектами, которые настолько малы, что подобные силы могут на них воздействовать», — сказал ведущий исследователь Алехандро Маньявакас из Университета Нью-Мексико в США.
Чтобы выяснить, как эффект Казимира может оказать влияние на наночастицы, исследователи посмотрели, что случится с наночастицами, вращающимися вблизи плоской поверхности в вакууме. Они обнаружили, что эффект Казимира может реально давить с боков на эти наночастицы, даже если они не касаются поверхности. Происходит так из-за бомбардировки фотонами. По мере того, как фотоны прикрепляются к поверхности наночастиц, вращение замедляется, а частицы начинают двигаться вбок. Вообще, для такого движения требуется трение между наночастицами и поверхностью, но в квантовой физике такое взаимодействие возможно без соприкосновения.
Все это может показаться немного непонятным, но этот эффект может иметь серьезное в дальнейшем развитии квантовых технологий.
