Трение в микромире оказалось не подвластно квантовым эффектам, Hi-Tech

Схематическое изображение флуктуаций вакуума (синим) в окрестности и между двумя пластинами. Иллюстрация пользователя MissMJ с сайта wikipedia.org

Британским ученым удалось доказать, что квантовый эффект, известный как сила Казимира, не вносит вклад в трение на уровне микромира. Об этом сообщает Nature News, а работа авторов готовится к публикации в журнале New Journal of Physics. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.

Типичным примером "работы" силы Казимира является взаимное притяжение двух незаряженных проводящих неподвижных пластин в вакууме, помещенных на достаточно малое расстояние друг от друга (недавно физикам впервые удалось получить на практике "отталкивающий эффект Казимира"). Причиной возникновения силы являются квантовые флуктуации вакуума - постоянное рождение и уничтожение виртуальных частиц.

В рамках исследования, которое носило теоретический характер, британские физики изучали аналог классической силы Казимира, возникающей между двумя пластинами, одна из которых движется параллельно другой с постоянной скоростью. Прежние модели такого движения предлагали рассматривать вакуум в качестве некоторой очень специальной жидкости, поэтому между пластинками теоретически должен возникать квантовый аналог жидкого трения (трения, которое появляется при относительном движении двух контактирующих тел, разделенных тонким слоем жидкости).

Новые результаты ученых показывают, что это не так. Оказалось, что возникающая сила Казимира обладает только составляющей, перпендикулярной поверхности пластин, поэтому не оказывает влияния на горизонтальное движение.

Недавно появлялись сообщения о том, что ученым удалось построить компьютерную модель движения по поверхности нанообъекта, позволившую установить, что законы, работающие для макрообъектов, выполняются и в микромире. В частности, физики выяснили, что при реальных расчетах наноповерхности удобно считать неровными, применяя к ним существующие классические теории трения неровных поверхностей.

Работа ученых была встречена научным сообществом достаточно прохладно. Это связано с тем, что многие физики убеждены в существовании "горизонтальной" составляющей силы Казимира в случае движения пластинок. Однако все исследователи сходятся в одном: прояснить ситуацию смогут дальнейшие лабораторные исследования.