Тармаз квантовага свету: святло робіць тое, чаго ад яго не чакалі фізікі

Фундаментальныя прынцыпы працы святла працягваюць здзіўляць вучоных.

Вядома, што святло надае часціцам энергію, што прыводзіць да іх нагрэву або спрыяе іх руху. Цяпер жа фізікі выявілі тое, чаго не чакалі: святло дзейнічае як нябачны тармаз у квантовым свеце. Даследаванне апублікавана ў часопісе Nature, піша ScienceAlert.

Мэтай даследавання было больш дэталёва вывучыць квантовае трэнне. Гэта трэнне ўзнікае пры ўзаемадзеянні калябаючыхся электрычных зарадаў унутры цвёрдага матэрыялу з малекуламі навакольнай вадкасці.

Квантовае трэнне — нядаўна адкрытая з’ява, і вучоныя толькі пачынаюць разумець, на што яно здольнае. Пакуль што вядома, што квантовае трэнне адрозніваецца ад стандартнага тым, што дзейнічае на ўзроўні электронаў. Фізічны кантакт не патрабуецца: трэнне выклікаюць калябаючыся электрычныя зарады, якія ўзаемадзейнічаюць.

Для даследавання фізікі змясцілі флуарэсцэнтныя вугляродныя нанатрубкі, у 100 000 разоў танчэйшыя за чалавечую валасіну, у водны раствор. Аналіз паказаў, што пры даданні святла нанатрубкі паводзілі сябе так, нібыта яны рухаліся ў больш вязкай вадкасці. Прасцей кажучы, нанатрубкі рухаліся значна павольней у вадзе пры моцным апрамяненні святлом. Чым ярчэй было святло, тым павольней рухаліся часціцы ў вадкасці. Па сутнасці, святло дзейнічае як тармаз у квантовым свеце, кажуць фізікі. І гэта, прынамсі часткова, звязана з квантовым трэннем.

Калі нанатрубкі ззялі і запавольваліся пад уздзеяннем святла, ўнутры іх утвараліся эксітоны. Гэта парныя квазічасціцы, што складаюцца з электрона і «дзіркі» на месцы былога электрона. Гэтыя эксітоны ўзаемадзейнічаюць з навакольнымі малекуламі вады, перадаючы імпульс. Менавіта рухомасць эксітонаў стварае гэты запавольвальны эфект пад уздзеяннем святла, вызначылі фізікі.

Па меры таго як рухомыя электрычныя зарады ўнутры нанатрубкі ўзаемадзейнічаюць з малекуламі вады, усё запавольваецца — і гэта нечакана. Гэтае адкрыццё паказвае, наколькі размытая мяжа паміж фізікай цвёрдых целаў і фізікай вадкасцей на квантовым узроўні. Гэта яшчэ адно праяўленне дзіўнасці квантовай механікі.

Паводле вучоных, практычнае прымяненне атрыманых вынікаў стане магчымым, калі даследчыкі змогуць кантраляваць трэнне з дапамогай святла. У якасці прыкладаў фізікі прыводзяць кіраванне рухам нанаробатаў у вадкасці і дакладнае змяненне ўмоў хімічных рэакцый.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас charter97@gmail.com