@ 2017.04.17 , 15:00
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纳米粒子中奇怪的力

近期新墨西哥大学物理与天文学系助理教授Alejandro Manjavacas领导的国际团队在物理评论快报上发表了一篇论文,揭示了一种物质世界微小的尺度上影响粒子的奇怪的力。该项目的合作者还包括伦敦国王学院的Francisco Rodríguez-Fortuño,西班牙光子科学研究所的F. Javier García de Abajo以及伦敦国王学院的Anatoly Zayats。

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该发现与理论纳米光学和量子理论中的卡西米尔效应有关。卡西米尔效应是指真空中两片平行的平坦金属板之间存在吸引力,是由电磁波的涨落造成的。按照经典物理学,真空不会对其中的物体产生任何作用力。然而,如果通过量子场理论看待真空,真空中充斥着光子,对物体产生微小但有时可能很重要的作用力。

Manjavacas说道:“这些研究十分重要,因为我们正在进行纳米技术研究,在这样的尺度和距离下这些类型的作用力可以主导所有的事情。我们知道卡西米尔力的存在,因此我们试图做的是弄清楚他们对十分微小的粒子的整体影响。”

纳米粒子在靠近平板旋转时会受到侧向卡西米尔力,Manjavacas的研究提出了相应的解析表达式,扩展了卡西米尔效应。

想象一个微小的球体(纳米粒子)在平板上方旋转。当球体受到光子的撞击减速时,旋转还会导致球体侧移。在我们的物理世界中,球体和平板之间需要有力才能横向移动。然而,纳米世界并不遵守这一套规则,球体和平板之间无需接触即可移动。

Manjavacas说道:“纳米粒子受到横向的作用力,就像是跟平板接触时的那样子,虽然事实上两者是分离的。这是一个奇怪的反应,但可能对工程师具有重要的影响。”

虽然这个发现可能似乎比较含糊,但对于从事纳米技术产业的研究者十分有用。作为工作的一部分,Manjavacas说他们知道了可以通过改变粒子与平板的距离控制作用力的方向,有助于开发更好的保健、计算或者其他方面的纳米产品。

Manjavacas整个研究生涯都致力于卡西米尔力的研究,这个项目和最新发表的成果只是进一步研究的一部分。2013年Manjavacas被授予马德里康普斯顿大学的博士学位,此后便一直在美国莱斯大学做博士后,直到2015年才来到新墨西哥大学。

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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  1. Dajeebar
    @1 year ago
    3425216

    嗯, 说得很对

  2. rosses
    @1 year ago
    3425219

    每个字都认识。

  3. passer
    @1 year ago
    3425221

    对纳米粒子而言还有平面?

  4. 言留客
    @1 year ago
    3425230

    @passer:
    这里平面起到的作用是挡住一侧的量子涨落形成的光子。否则旋转的纳米粒子绕转轴从各个方向看是等价的,受力的话也该是各个方向都有,这样就相互抵消了。
    也是因为这个,纳米粒子并不必跟平面接触,这个力不是平面产生的,而是被平面挡掉一部分、从而不再是均匀分布的真空量子涨落光子引起的。
    所以感觉翻译为“平板”会更好?

  5. 该死的识字课
    @1 year ago
    3425231

    第一句就显示出了充分的自相矛盾
    纳米原非目前可认知的最小物质尺度
    差远了,这都还在化学范畴呢,等重新进了物理范畴再说最小吧,虽然这也只是相对的

  6. 年年
    @1 year ago
    3425233

    @该死的识字课: 最冷的时候水会变成冰 非要纠结这是200k还是250k?又不是论文

  7. 土鳖
    @1 year ago
    3425236

    作者里我认识好几个。。。

  8. 该死的识字课
    @1 year ago
    3425249

    @年年: 但是,该不该用最,这是识字课的内容,识字课不写论文,只关系到体育老师的年终奖

  9. 李大猫
    @1 year ago
    3425286

    看来你们并不懂原力的奥秘

  10. 小客
    @1 year ago
    3425296

    不是地转偏向力吗

  11. 3425318

    ···图上看,不是说一个球球滚起来,在地上就会动嘛?·······

  12. 3425416

    @·: 一定要这么类比的话,重点是球并没有接触地面就产生了力的作用

  13. 3425566

    刚知道prl翻译成快报

  14. 3425615

    学术临时工又来骗经费啦

  15. 大山的
    @1 year ago
    3425671

    @该死的识字课 casimier是由于真空涨落引起的。只是在原子尺度依然有很强的效应。

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