Chân không có ma sát

Một quả cầu quay tròn trong một chân không sẽ không bao giờ dừng lại, vì không có ngoại lực nào tác dụng lên nó. Ít nhất thì đó là cái Newton từng phát biểu. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu như chân không tự tạo ra một loại ma sát có tác dụng hãm phanh đối với những vật thể đang quay? Hiệu ứng này, có thể sẽ sớm phát hiện ra thôi, có thể tác dụng lên các hạt bụi giữa các sao.

Trong cơ học lượng tử, nguyên lí bất định phát biểu rằng chúng ta không bao giờ có thể chắc chắn rằng một chân không biểu kiến là hoàn toàn trống rỗng. Thay vào đó, không gian đang ngập tràn các photon thoắt ẩn thoắt hiện trước khi chúng có thể được đo một cách trực tiếp. Mặc dù chúng chỉ xuất hiện trong tíc tắc, nhưng những photon “ảo” này tác dụng lực điện từ lên các vật mà chúng gặp giống như các photon thông thường vậy.

 

Đừng ép tôi dừng lại nào! (Ảnh: Ellinor Hall/Johner/Corbis)

Alejandro Manjavacas và F. Javier García de Abajo thuộc Viện Quang học tại Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia Tây Ban Nha ở Madrid cho biết những lực này sẽ làm các vật quay chậm dần đi. Y hệt như một va chạm trực diện gây ra hậu quả nghiêm trọng hơn một cú va quẹt giữa hai xe hơi chạy nối đuôi nhau, một photon ảo đập lên một vật theo hướng ngược với chiều quay của nó sẽ tác dụng lực lớn hơn so với khi nó đập vào cùng chiều.

Theo thời gian, một vật đang quay sẽ từ từ chậm dần, dù là số lượng photon ảo bắn phá nó từ mọi phía là như nhau. Năng lượng quay mà nó mất khi đó được phát ra dưới dạng các photon thật, có thê phát hiện ra được (Physical Review A, DOI: 10.1103/PhysRevA.82.063827).

Độ lớn của hiệu ứng phụ thuộc vào thành phần và kích cỡ của vật. Các vật có các tính chất điện tử ngăn chúng hấp thụ sóng điện từ, như vàng chẳng hạn, có thể bị giảm tốc chút ít, hoặc không bị giảm tốc. Nhưng những hạt nhỏ, tỉ trọng thấp, có xung lượng quay nhỏ hơn, thì chậm đi đáng kể.

Tốc độ giảm tốc cũng phụ thuộc vào nhiệt độ, vì vật càng nóng thì các photon ảo thoắt ẩn thoắt hiện càng nhanh, sinh ra ma sát. Ở nhiệt độ phòng, một hạt graphite rộng 100 nano mét (graphite là chất có mặt dồi dài trong bụi giữa các sao), sẽ mất khoảng 10 năm để chậm đi chừng một phần ba tốc độ ban đầu của nó. Ở 700oC, nhiệt độ trung bình đối với những khu vực nóng trong vũ trụ, sự giảm tốc ngang ngửa như vậy chỉ mất có 90 ngày. Trong sự lạnh lẽo của không gian giữa các sao thì mất chừng 2,7 triệu năm.

Liệu hiệu ứng này có thể kiểm tra trong phòng thí nghiệm không? Manjavacas cho biết thí nghiệm sẽ đòi hỏi một chân không cực cao và các laser chính xác cao để bẫy các hạt nano, các điều kiện “khắt khe những có thể đạt tới trong tương lai trước mắt”.

John Pendry thuộc trường Imperial College ở London kêu gọi mọi người phân tích “phần tinh túy của công trình” và cho biết nó có thể cung cấp những kiến thức về việc thông tin lượng tử có từng bị phá hủy hay không, chẳng hạn, khi nó rơi vào trong một lỗ đen. Ông cho biết các photon thật phát ra trong quá trình giảm tốc sẽ chứa thông tin về trạng thái lượng tử của hạt đang quay tròn, giống hệt như các photon thoát ra từ lỗ đen dưới dạng bức xạ Hawking được cho là có mang thông tin mã hóa về các lỗ đen.

“Đây là một trong vài ba quá trình sơ cấp biến đổi cái có vẻ là năng lượng cơ cổ điển thuần túy thành một trạng thái lượng tử tương quan cao”, Pendry nói.

Nguồn: New Scientist

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Trung tâm từ trường của Ngân Hà
20/06/2019
Từ trường ở vùng trung tâm thiên hà Ngân Hà (Milky Way) của chúng ta trông như thế nào? Để trả lời câu hỏi này, đài quan
NGC 4676: Đôi Chuột Mờ Sương
20/06/2019
Hai thiên hà mờ sương này đang hút lấy nhau. Gọi là The Mice (Song Tý) vì chúng đều có đuôi dài, mỗi thiên hà xoắn ốc lớn
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 8)
20/06/2019
ĐỊNH NGHĨA CHO Ý THỨC Tôi đã lấy chút ít mảnh nhỏ từ các mô tả trước đây về ý thức trong các lĩnh vực thần kinh và
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 7)
20/06/2019
AI CHỊU TRÁCH NHIỆM? Một người đã dành nhiều thời gian và thực hiện nhiều nghiên cứu để hiểu được vấn đề của tiềm
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 58)
19/06/2019
Sao quark Các sao neutron được chống đỡ kháng lại lực hấp dẫn bởi một lực gọi là áp lực suy thoái neutron. Tính chất
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 57)
18/06/2019
Cái chết của các sao Các nhà thiên văn tìm kiếm các vụ nổ siêu tân tinh để đo tốc độ dãn nở của Vũ trụ, bởi vì những
Nam châm siêu dẫn lập kỉ lục 45,5 tesla
17/06/2019
Các nhà khoa học vừa chế tạo được nam châm siêu dẫn mạnh nhất thế giới, có khả năng tạo ra cảm ứng từ mạnh kỉ lục
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 26)
17/06/2019
SỰ RA ĐỜI CỦA CÁC SAO Các sao từ đâu mà có? Câu chuyện cơ bản là giống nhau với đa số sao, kể cả câu chuyện mà chúng ta

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com