اصطكاك حتي در خلا هم دست از سر آدم بر نمي دارد!!

[parisa]

به گفته ی نیوتن سرعت توپی كه در خلاء به دور خود می‌چرخد هيچ وقت نبايد كم شود، زيرا هيچ نيرويی در آنجا اثر نمی‌كند. اما به نظر می رسد كه خود خلاء نوعی اصطكاك توليد می كند كه نظريه نيوتن را نقض می كند! سرعت توپی كه در خلاء به دور خود می‌چرخد هيچ وقت نبايد كم شود، زيرا هيچ نيرويی در آنجا اثر نمی‌كند؛حداقل اين چيزی بود كه نيوتن می گفت. اما چه می شود اگر خود خلاء نوعی اصطكاك توليد كند كه باعث كند شدن چرخش توپ شود؟ اين تاثير كه ممكن است به زودی قابل كشف باشد، ممكن است بر روی ذرات غبار بين‌ستاره‌ای اثر كند.
به گزارش نيوساينتيست، بر اساس اصل عدم قطعيت مكانيك كوانتومی، ما هيچ وقت نمی توانيم با اطمينان بگوييم كه يك خلاء ظاهری، واقعا خالی است. در عوض، فضا سرشار از فوتون‌هايی است كه دائما به وجود می‌آيند و قبل از اينكه بتوان آنها را مستقيما اندازه‌گيری كرد، از بين می‌روند. اگرچه اين ذرات ظاهرا فانی هستند، اين فوتون‌های مجازی نيروهای الكترومغناطيسی به اجسام وارد می‌كنند كه مشابه نيروی اعمال شده توسط فوتون‌های واقعی است. الخاندرو مانخاواساس و خاوير آباخو از موسسه اپتيك انجمن تحقيقات ملی اسپانيا می‌گويند اين نيروها، بايد باعث كند شدن حركت اجسام چرخان شوند. همان‌طور كه يك تصادف شاخ به شاخ بين دو ماشين نيروی بيشتری را نسبت به يك تصادف آرام به آنها وارد می‌كند؛ برخورد يك فوتون مجازی در جهت مخالف چرخش جسم، نيروی بيشتری را نسبت به برخورد در جهت چرخش جسم به آنها وارد می‌كند. بنابراين در طی زمان، حتی اگر تعداد مساوی فوتون مجازی از تمام جهات به يك جسم چرخان برخورد كنند، چرخش آن به تدريج آرام می‌شود. افت انرژی دورانی اين جسم باعث تشعشعات حقيقی می‌شود كه فوتون‌ها را قابل كشف می‌كند. قدرت اين تاثير به ساختار و اندازه جسم بستگی دارد. اجسامی مانند طلا كه خواص الكترونيكی شان مانع از جذب راحت امواج الكترومغناطيسی توسط آنها می‌شود، ممكن است كمتر سرعتشان را از دست بدهند. اما ذرات كوچك و با چگالی كم كه تكانه زاويه‌ای كمتری دارند، به طرز چشمگيری سرعت خود را از دست می‌دهند. نرخ كاهش سرعت همچنين به دما وابسته است. هر چه محيط گرم‌تر باشد، فوتون‌های مجازی بيشتری توليد و نابود می‌شوند. در دمای اتاق حدود 10 سال طول می‌كشد تا يك ذره گرافيتی 100 نانومتری كه در فضای بين ستاره‌ای فراوان است، يك سوم سرعت اوليه خود را از دست بدهد. در دماي 700 درجه سانتی‌گراد كه متوسط دمای نواحی گرم عالم است، اين كاهش سرعت تنها 90 روز طول می‌كشد، اما در مناطق سرد فضای بين ستاره‌ای اين مدت به 27 ميليون سال هم می‌رسد. اما چطور می‌توان اين اثر را در آزمايشگاه اندازه گرفت؟ مانخاواساس می‌گويد كه چنين آزمايشی نيازمند يك خلاء فوق‌العاده و يك ليزر با دقت بالا براي به دام انداختن نانوذرات است؛ شرايطی كه ايجاد آن سخت است اما دستيابی به آن در آينده نزديك امكان‌پذير است. جان پندری از كالج سلطنتی لندن اين بررسی‌ها را «كار ظريفی» می‌خواند كه حتی می‌تواند منجر به درك عميقی در خصوص اين موضوع شود كه آيا اطلاعات كوانتومی اصولا نابود می شوند يا خير. به گفته وی فوتون‌های واقعی كه در طی فرايند كاهش سرعت ساطع می‌شوند، بايد حاوی اطلاعاتی در خصوص وضعيت كوانتومی ذرات چرخان باشند. وی می‌گويد: «‌اين يكی از اندك فرايندهای پايه‌ای است كه چيزی را كه يك انرژی مكانيكی كلاسيك خالص به نظر می‌رسد، به يك وضعيت كوانتومی با همبستگی بالا تبديل می‌كند.»

​