
理论物理学家说,有可能使用重力从真空中汲取能量。
如果研究人员成功地证明了这种情况可能发生,那么它可能证明重力的长期存在,重力粒子,也许使科学家更接近开发一个“一切理论“这可以解释宇宙的运作方式,从最小到最大的尺度。
这项新的研究专门发现,可以通过使用超导板来测量具有“引力卡西米尔效应”的深奥名称的现象,这可能表明确实存在引力。
东京大学的理论物理学家詹姆斯·奎奇(James Quach)对现场科学说:“这些结果最令人兴奋的是可以通过当前技术进行测试。”
表明存在引力的存在将有助于长期以来一直试图开发一种可以整体描述宇宙起作用的“一切理论”的科学家。目前,他们使用量子力学理论解释宇宙最小的水平,以及在最大层面解释宇宙的一般相对论的理论。量子力学可以解释所有已知粒子的行为,而一般相对论描述了时空和重力的性质。
量子力学表明颗粒(包括难以捉摸的重力)可以像粒子和波浪一样行为。
但是量子力学还表明,世界在其最小的水平上变成了模糊,超现实的位置。例如,原子和其他宇宙的其他基本构建块实际上存在于称为“叠加”状态中,这意味着它们似乎可以一次地位于两个或更多位置,或者同时朝相反的方向旋转。 [古怪物理:自然界中最酷的颗粒这是给出的
由于量子力学表明任何给定的粒子都可能不是一个人思考的地方,而是本质上可以在任何地方这个理论的奇怪后果是看起来像真空(完全空的空间)实际上可能包含定期弹出和不存在的“虚拟粒子”。这些幽灵般的实体不仅仅是理论,还可以产生可衡量的力量。
Casimir效应就是这样的力,可以测量为两个镜子之间的吸引力或排斥力,这些镜子在真空中分开了几纳米(十亿分之一)。反射表面实际上可能会移动,这是因为虚拟光子或光包从镜子之间的真空中出现并消失。
原则上,Casimir效应不仅可以适用于光子,而且还可以保持重力颗粒,这意味着重力可以出现并从镜子之间的真空中消失。通过检测这种效果,研究人员可以证明存在重力。反过来,重力的存在将表明重力具有量子性质,能够作为粒子和波浪行为。这将是将量子力学与一般相对论调和的主要步骤。
这种“引力casimir效应”很难检测到,因为普通物质(如普通镜子所制成的东西)几乎不会反射光线。但是,最近的理论研究表明,超导体可以反映引力。
超导体是具有零电阻的电力的材料。在超导体中,电子将可在不耗散能量的情况下流动的量子流体凝结。
在普通材料中,带负电的电子通常认为它们属于的带正电的原子核或离子在时空中沿着相同的轨迹或“大地测量学”一起移动。但是,在超导体中,先前的研究表明,超导体中电子制成的量子流体不一定必须与超导体中的离子一起移动。
尽管如此,带负电荷的电子和超导体中带正电荷的离子将相互吸引。 Quach说,当传入的引力试图迫使电子和离子沿着不同的路径移动时,电子和离子之间的吸引力可能会使它们保持在一起,从而可能导致任何重力来反射它们。
在普通物质上,引力卡西米尔效应太弱而无法检测到,仅施加了十亿分之一的一万亿分之一,即在海平面上地球大气所施加的压力量。相比之下,使用超导体,如果引力卡西米尔效应是真实的,它可能会施加比虚拟光子预期的10倍的力。
超导体是否可以反映引力波在现实世界中。 Quach说:“这仍然只是一种理论,在有实验证据之前,我们不应该将其视为事实。”不过,“我希望进行这项实验,”他补充说。
尽管Casimir效应实际上是从真空中收获的能量,但Quach指出,这并不意味着真空能量是为世界提供动力的实用方法。
Quach说:“ Casimir效应非常非常小。” “检测它需要大量精力,更不用说将其用作能源。”
Quach 2月25日在《物理评论信》杂志上详细介绍了他的发现。
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