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
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Chốt đáp số cho bài toán bán kính proton
20/09/2019
Vào năm 2010, các nhà vật lí ở Đức báo cáo rằng họ đã thực hiện được phép đo đặc biệt chính xác về kích cỡ proton,
Tranh cãi vẫn chưa dứt về chuyện tìm thấy sóng hấp dẫn
18/09/2019
Nhóm hợp tác giành giải Nobel LIGO vừa công bố một bài báo mô tả chi tiết hơn bao giờ hết về cách nhóm này phân tích các tín
Lần đầu tiên nghe được ‘tiếng khóc chào đời’ của một lỗ đen mới sinh
17/09/2019
Nếu thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vẫn đúng, thì một lỗ đen ra đời từ sự va chạm chấn động vũ trụ của hai
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên

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