خلاء مطلق به ذرات نانو نیرو وارد میکند.

محققان موفق به کشف یک نیروی جدید که پیشتر ناشناخته بود شدند که بر ذرات نانو در خلاء مطلق اثر می گذارد و آن ها را به حرکت وا می دارد.

البته فیزیک کوانتوم به ما میگوید که عدم و هیچ مطلق در اصل وجود ندارد، حتی خلا نیز با نوسانات الکترو مغناطیس اشباع است. این تحقیق با نشان دادن اینکه خلاء میتواند حرکت عرضی و جانبی ایجاد کند دری به روی درک بهتر ما از جهان مادی باز میکند.(ذرات در خلا کوانتومی به طور مداوم و خود به خودی به وجود می آیند و دوباره به انرژی تبدیل میشوند)

خب خلا چگونه دارای انرژی است؟ یکی از چیزهایی که فیزیک کلاسیک به ما میگوید این است که در خلاء مطلق(جایی که هیچ ماده ای وجود نداشته باشد) اصطحکاک وجود ندارد، زیرا فضای خالی قادر به ایجاد انرژی بر چیزهایی که از درونش میگذرد نیست.

ولی در سال های اخیر فیزیک کوانتوم به ما نشان داده که نواسانات الکترومغناطیسی در فضای خالی بر ذراتی مثل فوتون ها انرژی وارد میکنند.اثم این نیرو_ اثر کازیمیر_ است که در ۱۹۴۸ توسط فیزیکدانان پیشبینی شده بود. و اکنون نیز ما میدانیم که اثر این نیروی بیش از انچه که تصور میکرده ایم بوده است.

اما چرا این نیرو مهم است؟ چرا که ما به تازگی شروع به استفاده از تکنولوژی نانو کرده ایم و در حال ورود به مقیاس ها چنان کوچکی میشویم که این نیروها ممکن است اثرات زیادی بر آن داشته باشد.ما میدانیم که این نیروهای کازیمیری وجود دارد و اکنون در حال بررسی اثراتشان بر روی ذرات کوچک هستیم.

تیم در این ازمایش یک ذره نانو در حال چرخش را در خلا ،نزدیک یک سطح کاملا صاف قرار دادند تا ببینند چه خواهد شد. چیزی که این تیم تحقیق مشاهده کردند این بود که اثر کازیمیر باعث حرکت جانبی این ذره شد، حتی در حالی که این ذره با سطح مسطح در تماس نبود.

ممکن است که درک آن مشکل باشد اما تصور کنید که یک شئ کروی کوچک بر روی یک سطح صافی که مدام با ذرات فوتون در حال برخورد است در حال چرخیدن به دور خود است.(حرکت وضعی) در حالی که فوتون ها حرکت وضعی این کره را کم میکنند، آن را نیز به طرفین حرکت میدهند(حرکت جانبی).

در فیزیک کلاسیک برای انجام شدن این حرکت جانبی باید بین گوی و سطح اصطحکاک وجود داشته باشد ولی این لزومت در فیزیک کوانتوم نقض می شود.یعنی گوش کوچک ما بدون تماس با سطح زیرش شروع به حرکت جانبی خواهد کرد.همچنین با تغیر فاصله بین گوی و صفحه جهت چرخش وضعی گوی تغیر میکند.

این مطالعات با اینکه بسیار عجیب هستند ولی به مهندسان اجازه میدهد تا بهتر در زمینه نانو فعالیت کنند و بتوانند کنترل بهتری بر روی ذرات کوچک تر داشته باشند.این تحقیق در جورنال ” مقالات بررسی فیزیک” به انتشار رسیده است.