Физики впервые передали тепло через вакуум на несколько сотен нанометров — это рекордно большое расстояние для такого процесса. Исследование ученых из Калифорнийского университета опубликовано в журнале Nature.
Ученые считают, что вакуум не следует воспринимать как полностью пустое и безжизненное пространство. Согласно законам квантовой физики, он заполнен квантовым шумом — постоянно рождающимися и исчезающими парами виртуальных частиц и античастиц.
Это подтверждает так называемая сила Казимира — она представляет собой эффект, в ходе которого две тонкие металлические пластинки в вакууме притягиваются друг к другу. Теперь ученые еще раз доказали ее существование, передав тепло между двумя пластинками из карбида кремния, покрытого золотом, которые плавали в вакууме.
Тепло обычно передается через твердые тела в виде фононов, вибраций атомов или молекул. В вакууме подобной среды нет, и поэтому во всех учебниках написано, что тепло не может передаваться через безвоздушное пространство. Удивительно, но мы показали, что фононы могут передаваться через вакуум благодаря невидимым квантовым колебаниям.
Сян Чжан, ведущий автор исследования
Исследователи отмечают, что их эксперимент подтверждает возможность передачи через вакуум различных форм тепла, в том числе такие, как туннелирование фотонов или давление электромагнитного излучения.
Ранее физик Люсиль Турк из Университета Хельсинки в Финляндии представил моделирование звуков гудения магнитного поля Земли, которое защищает планету от излучения солнечного ветра.