12/2/11

Το κενό φρενάρει περιστρεφόμενα σώματα

Μια μπάλα που περιστρέφεται στο κενό χωρίς την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων ξέρουμε ότι σύμφωνα με τους νόμους του Νεύτωνα δεν θα σταματήσει ποτέ.Τι γίνεται όμως όταν το ίδιο το κενό δημιουργεί ένα είδος τριβής που φρενάρει τα αντικείμενα που περιστρέφονται; Το αποτέλεσμα, που ίσως είναι ανιχνεύσιμο, θα μπορούσε να έχει επίδραση σε κόκκους μεσοαστρικής σκόνης.
Στην κβαντομηχανική, η αρχή της αβεβαιότητας μας λέει ότι ο κενός χώρος στην πραγματικότητα δεν είναι ποτέ άδειος. Το κενό ορίζεται ως η κατάσταση με την χαμηλότερη δυνατή ενέργεια. Η αρχή της αβεβαιότητας συνεπάγεται ότι απρόβλεπτα γεγονότα, όπως για παράδειγμα η τυχαία δημιουργία ενός ηλεκτρονίου και του αντισωματιδίου του, του ποζιτρονίου, μπορούν να συμβούν οποιαδήποτε χρονική στιγμή. Το κενό της θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων είναι ένας ενεργός στίβος στον οποίο δημιουργούνται και καταστρέφονται σωματίδια. Ακόμα κι αν εμφανίζονται μόνο φευγαλέα "εικονικά" φωτόνια αυτά ασκούν ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις στα αντικείμενα όπως τα κανονικά φωτόνια.
Οι Alejandro Manjavacas και F. Javier García de Abajo υποστηρίζουν ότι οι δυνάμεις αυτές μπορούν να επιβραδύνουν την περιστροφή αντικειμένων στο κενό.
Υπολόγισαν την ροπή τριβής που παράγουν οι διακυμάνσεις του κενού του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και την πόλωση των σωματιδίων με δύο διαφορετικές προσεγγίσεις: ένα ημικλασσικό υπολογισμό αλλά και χρησιμοποιώντας την πλήρη κβαντομηχανική θεωρία, στο πλαίσιο της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής.
Ο ρυθμός επιβράδυνσης εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία. Σε θερμοκρασία δωματίου, ένας κόκκος διαστάσεων 100 νανομέτρων από γραφίτη - τέτοιοι κόκκοι περιέχονται στη μεσοαστρική σκόνη - χρειάζεται περίπου 10 χρόνια για να επιβραδυνθεί στο ένα τρίτο της αρχικής ταχύτητας του. Στο ψυχρό μεσοαστρικό διάστημα για την ίδια μείωση της ταχύτητας απαιτούνται 2,7 εκατομμύρια χρόνια.
Physical Review Α , DOI: 10.1103/PhysRevA.82.063827
http://nanophotonics.csic.es/static/publications/pdfs/paper166.pdf

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...