Тормоз квантового мира: свет делает то, чего от него не ожидали физики

Фундаментальные принципы работы света продолжают удивлять ученых.

Известно, что свет добавляет энергию частицам, что приводит к их нагреванию или способствует их движению. Теперь же физики обнаружили то, чего они не ожидали: свет действует как невидимый тормоз в квантовом мире. Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет ScienceAlert.

Целью исследование было более детально изучить квантовое трение. Это трение, возникающее при взаимодействии колеблющихся электрических зарядов внутри твердого материала с молекулами окружающей жидкости.

Квантовое трение — это недавно открытое явление, и ученые только начинают понимать, на что оно способно. Пока что известно, что квантовое трение отличается от стандартного трения тем, что действует на уровне электронов. Физический контакт не требуется: трение вызывают колеблющиеся взаимодействующие электрические заряды.

Для исследования физики разместили флуоресцентные углеродные нанотрубки в 100 000 раз тоньше человеческого волоса в водный раствор. Анализ показал, что при добавлении света нанотрубки вели себя так, как если бы они двигались в более густой жидкости. Проще говоря, нанотрубки двигались гораздо медленнее в воде при сильном облучении светом. Чем ярче был свет, чем медленнее двигались частицы в жидкости. По сути, свет действует как тормоз в квантовом мире, говорят физики. И это, по крайней мере частично, связано с квантовым трением.

Когда нанотрубки светились и замедлялись под воздействием света, у них внутри создавались экситоны. Это парные частицы, состоящие из электрона и «дырки» на месте бывшего электрона. Эти экситоны взаимодействуют с окружающими молекулами воды, передавая импульс. Именно подвижность экситонов создает этот замедляющий эффект под воздействием света, определили физики.

По мере того, как движущиеся электрические заряды внутри нанотрубки взаимодействуют с молекулами воды, все замедляется и это неожиданно. Этот открытие показывает насколько размытой является граница между физикой твердых тел и физикой жидкостей на квантовом уровне. Это еще одно проявление странности квантовой механики.

По словам ученых, практическое применение полученных результатов станет возможным, если исследователи смогут контролировать трение с помощью света. В качестве примеров физики приводят управление движением нанороботов в жидкости и точное изменение условий химических реакций.

Вы можете поддержать сайт Charter97.org следующим образом:

РАСЧЕТНЫЙ МУЛЬТИВАЛЮТНЫЙ СЧЕТ ДЛЯ ПОЖЕРТВОВАНИЙ:

Название банка: Bank Millennium S.A.
Адрес: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Название владельца счета: Fundacja “KARTA ‘97”
Назначение платежа: Darowizna na cele statutowe

Связаться с нами можно по адресу [email protected]