量子物理學再次顛覆了經(jīng)典物理學,這一次使熱量能夠在空的空間中傳遞,而沒有任何通常需要這種推動的原子或分子。
該研究利用了一種稱為卡西米爾效應的量子怪異現(xiàn)象:即空白并不是真正的空白,而是充滿了微小的電磁波動,這些電磁波動會干擾周圍的物體。
科學家先前已經(jīng)證明了卡西米爾效應如何在真空中移動納米粒子,并將兩個物體推近;這項最新研究證明了它也可以與傳熱一起工作。
這一發(fā)現(xiàn)可能會影響納米級電子組件甚至量子計算機的設計方式,隨著我們設備的縮小,熱量將以最小的規(guī)模進行管理。
加州大學伯克利分校的機械工程師張翔說:“熱量通常是通過原子或分子或所謂的聲子的振動在固體中傳導的,但是在真空中則沒有物理介質(zhì)。”“所以,多年來,教科書告訴我們聲子不能在真空中傳播。
“令人驚訝的是,我們發(fā)現(xiàn),聲子確實可以通過看不見的量子漲落在真空中轉(zhuǎn)移。”
通過在真空室內(nèi)相距幾百納米的兩個鍍金氮化硅膜證明了這一點。即使膜之間完全沒有任何作用,光能也可以忽略不計,但加熱其中一個膜也會導致另一個膜變熱。
在更大的規(guī)模上,這是不會發(fā)生的–這就是為什么熱水瓶兩壁之間的真空袋使您的咖啡保持溫暖的原因,因為熱量無法輕松地穿過縫隙–但是在最小的規(guī)模上,影響可能是深遠的。
關于實驗的所有事情都必須仔細配置和控制:從精確控制膜的溫度到保持實驗室腔室完全沒有灰塵。