کشف نیروی ناشناختۀ خلاء بر نانوذرات

بیگ بنگ: محققان یک نیروی ناشناخته و عجیب را کشف کردند که با اثر بر نانوذرات در خلا باعث حرکت آنها می شود و این نیرو توسط ِ فضای خالی به وجود می آید. البته بر اساس قوانین فیزیک کوانتومی چیزی به نام فضای خالی آن گونه که ما فکر می کنیم وجود ندارد و حتی خلا نیز از نوسانات ریز الکترومغناطیس پر شده است.

به گزارش بیگ بنگ، این تحقیق جدید، اثبات دیگری است از وجود نیرویی که ما به تازگی شروع به شناخت آن کرده ایم، نیرویی که بر روی کوچکترین ابعاد از جهان مادی عمل می کند و نشان می دهد که چگونه خلاء می تواند حرکت جانبی ایجاد کند. اما خلا چگونه می تواند نیرو تولید کند؟ یکی از اولین چیزهایی که در فیزیک کلاسیک یاد میگیرم این است که در خلا مطلق (مکانی که کاملا از ماده تهی شده باشد) اصطکاک وجود ندارد و هیچ نیرویی بر اشیایی که در خلا مطلق در حرکتند وارد نمی شود.

اما در سال های اخیر همانگونه که گفته شد فیزیک کوانتومی نشان داده که خلاء در واقع پر شده است از افت و خیزهایی در میدان الکترومغناطیسی که می تواند با فعالیت فوتون ها (ذرات نور) تداخل پیدا کرده و نیرویی قابل اندازه گیری ایجاد کند. این نیرو که به اثر کازیمیر معروف است اولین بار در سال ۱۹۴۸ پیش بینی شده بود، اما این مطالعه ی جدید نشان می دهد این اثر حتی قدرتمندتر از چیزی است که قبلا تصور می شد.

اما این نیرو چه اهمیتی دارد؟ هر چند اثر کازیمیر فقط قابل اندازه گیری در ابعاد کوانتومی می باشد، اما با توجه به کوچک و کوچکتر شدن تکنولوژی های روز دنیا، این اثرات کوانتومی می تواند تاثیر قابل توجهی بر نتیجۀ محصول نهایی داشته باشد. برای درک تاثیر اثر کازیمیر بر نانوذرات تیم تحقیق به بررسی نانوذرات در حال چرخش در نزدیکی یک سطح در خلا پرداختند و نتیجه این بررسی ها این بود که اثر کازیمیر می تواند این نانوذرات در حال چرخش را به یک سمت هل دهد، حتی اگر این ذرات در خلا باشند و هیچ تماسی نیز با سطح نداشته باشند.

برای فهم این پدیده تصور کنید کره ای کوچک بالای یک سطح در حال چرخش است، در حالی که مرتبا به وسیلۀ فوتون ها بمباران می شود. برخورد این فوتون ها به کره باعث کاهش سرعت چرخش کره و ایجاد حرکت جانبی در آن می شود. البته در دنیای فیزیک کلاسیک برای به دست آوردن چنین تاثیری به نیروی اصطکاک بین کره و سطح نیاز دارید، اما دنیای کوانتومی قوانین مختص به خود را دارد و کره بدون تماس با سطح نیز می تواند حرکت جانبی داشته باشد.

به گفتۀ محقق ارشد تیم تحقیق: « به نانوذرات نیروی جانبی وارد می شود گویی که با سطح در تماس هستند، هر چند که در واقع با سطح فاصله داشته باشند.» محققان همچنان نشان دادند که به وسیله تغییر فاصله ی بین ذره و سطح قادر به کنترل جهت اعمال نیرو هستند. این یافته ها اکنون باید توسط ِ مطالعات مستقل دیگری تائید شود، اما این حقیقت که شواهدی از این نیروی عجیب وجود دارد که می تواند برای هدایت نانوذرات درون خلاء مورد استفاده قرار بگیرد هیجان انگیز است و ما را یک قدم به فهم نیروهای عجیب دخیل در دنیای کوانتومی نزدیکتر کرده است. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: دکتر مصطفی رحمانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print
(7 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=65395
مصطفی رحمانی

مصطفی رحمانی

فارغ التحصیل از دانشگاه تهران در سال 1383 در رشته ی دکترای دندانپزشکی، علاقه مند به مباحث فیزیک و نجوم میباشد و در زمینه انتشار مقاله با وبسایت بیگ بنگ همکاری دارد.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۵ پاسخ‌ها

  1. hesam گفت:

    تفاوت این انرژی و انرژی تاریک درچیست؟

    • انرژی خلا یک کاندید طبیعی برای انرژی تاریک می باشد که وجودش به وسیله ی تئوری پیش بینی شد و توسط مشاهدات هم (مانند اثر کازیمیر) به اثبات رسید. اما در این میان مشکل این است که تمام محاسبات مربوط به انرژی خلا منجر به تولید اعداد نجومی و بزرگی نسبت به آنچه توسط مشاهدات برای انرژی تاریک به دست آمده است، می شود.

  2. آرش گفت:

    خود نیروی اصطکاک بین کره و سطح هم نیروی الکترمغناطیس است.

    • تا جائی که بنده متوجه شدم مطلب مربوط به تاثیر ذرات مجازی در خلا هست و مطلب شما هم که البته درست هست در تضاد با مقاله نیست. فقط توجه داشته باشید که کره ی فرضی در فضای خلا با سطح فاصله دارد بنابراین اصطکاکی وجود ندارد.

  3. Kik گفت:

    فیزیک کلاسیک یا نیوتونی درست مثل فرق بین کالسکه و ماشین برقی ۲۰۱۷ شرکت bmv هست … بله هر دوتا شون حرکت میکنن با کالسکه هم میشه رفت جلو ولی این کجا و ان کجا … در زمان خودش کالسکه خیلی رو بورس بود ولی الان اصلا وجود نداره و هیچ کارایی و استفاده و فایده ای هم نداره … ما فیزیک نیوتون یا کلاسیکی رو نقد یا نقض نمیکنیم ولی مال همون ۱۰۰ سال پیش هست و به درد همون زمان میخوره و اتفاقا نیوتون هم خیلی دانشمند خوب و بزرگی بوده ولی این دلیل نمیشه که ما مثل ابله ها و احمق ها الان سوار کالسکه بشیم به جای ماشین ! امیدوارم قشنگ مطلب رو گرفته باشید!! بالاخره اول باید کالسکه ساخته میشد تا بتونه ماشین به وجود بیاد .. یک شبه که نمیشه بشر هواپیما یا فضا پیما بسازه …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *