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《自然》新研究:量子力学让热能在真空中传导,甚至还有可能传导声音?

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一直以来,人们都以为热量无法在真空中传达——如热一般经过原子或分子传导,但在真空中没有物理介质。

这也是真空隔热保温瓶的原理地点。但近来加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的研讨人员进行的一项新研讨标明,量子力学的乖僻之处能够彻底推翻经典物理学的这一基本原理。

这项研讨宣布在本周的《天然》(Nature)杂志上。研讨标明,因为一种名为卡西米尔相互作用(Casimir interaction)的量子力学现象,热能能够跨过几百纳米的彻底真空。

虽然这种相互作用只在很短的标准上有含义,但它或许对计算机芯片和其他纳米级电子元件的规划有深远的影响,在这些范畴散热是要害。

在试验中,研讨团队将两个相距几百纳米的镀金氮化硅薄膜置于真空室中。当他们加热其间一层膜时,另一层膜也被加热了——虽然这两层膜之间没有任何联络,并且经过它们的光能能够忽略不计。

该研讨的一位榜首作者、加州大学伯克利分校(UC Berkeley)前博士后学者King Yan Fong说,这一看似不或许完结的豪举之所以能够完结,是因为依据量子力学,不存在真实的真空。

“即便你发明了真空——没有物质,没有光——量子力学说它不或许是真实的真空。真空中依然存在一些量子场动摇。这些动摇产生了一种衔接两个物体的力,这被称为卡西米尔相互作用。所以,当一个物体升温,开端振荡和振荡时,因为这些量子涨落,这种运动实际上能够经过真空传递给另一个物体。”

研讨小组表明,因为分子振荡也是咱们听到声响的根底,这一发现暗示声响也能够在真空中传达。

论文的一起作者包含伯克利大学的Rongkuo Zhao、Sui Yang和Yuan Wang。

这项研讨的部分资金由国家科学基金会(NSF)拨款。

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