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趣闻:纳米粒子中奇怪的力


来源:德州新闻网

[导读]  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……

中国粉体网讯  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。

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。


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