熟睡人妻被讨厌的公侵犯,色综合99久久久无码国产精品,日射精情感性色视频,日日夜夜免费精品视频,日日夜夜精品视频 ,肉妇春潮干柴烈火myfducc

一項(xiàng)近期發(fā)表于《自然》雜志的實(shí)驗(yàn)就首次證明，量子效應(yīng)可以讓聲子在真空中傳遞熱量。終于，一種全新的熱傳遞方式被找到了。 

量子漲落使得聲子可以在真空中傳遞熱量。（圖片來源：張翔/加州大學(xué)伯克利分校）

還記得熱傳遞的3種方式嗎？在物理課本上，除了熱輻射，熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流這兩種通過聲子傳熱的方式，都無法在真空中發(fā)生。但在量子物理學(xué)家看來，真空并不是一片真正的“虛空”，而是充滿了量子漲落。一項(xiàng)近期發(fā)表于《自然》雜志的實(shí)驗(yàn)就首次證明，量子效應(yīng)可以讓聲子在真空中傳遞熱量。終于，一種全新的熱傳遞方式被找到了。

我們從小就會(huì)接受這樣的教育：做飯時(shí)不要碰灶臺(tái)上的鍋，也不要靠近火焰，不然就會(huì)被燙傷。無論是通過直接接觸，還是借助光的輻射，熱傳遞總會(huì)讓我們大吃苦頭，并且印象深刻。

在中學(xué)物理課上，我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)了熱量的3種傳遞方式：通過直接接觸傳遞熱量的熱傳導(dǎo)、通過液體或氣體介質(zhì)傳熱的熱對(duì)流，以及由光子（電磁輻射的載體）傳熱的熱輻射。其中，除了熱輻射，前兩種熱傳遞方式都無法在真空中進(jìn)行。

現(xiàn)在，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種全新的熱傳遞方式。他們利用了量子力學(xué)匪夷所思的性質(zhì)，在不借助光子的情況下，讓熱量從真空中的一點(diǎn)傳到另一點(diǎn)。

用量子漲落傳熱？

熱量是物體內(nèi)部微觀粒子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)——微觀粒子運(yùn)動(dòng)更快時(shí)，物體的溫度也更高。在宇宙尺度上，恒星的熱量大多借助光子在真空中傳遞——這正是太陽從1.5億千米外將熱量傳遞至地球的方式。不過在地球上，多數(shù)情況下，熱量以接觸的方式借助聲子（原子振動(dòng)的集體激發(fā)）來傳遞的。

按照此前的觀點(diǎn)，若想借助聲子傳遞熱量，那么兩個(gè)物體必須接觸，或者它們之間至少要有空氣等介質(zhì)的存在。如果真空將兩個(gè)物體隔開，就無法通過聲子傳遞熱量了。熱水壺就是根據(jù)這個(gè)原理制造的：熱水壺的外殼和內(nèi)膽之間被抽成了真空，這樣瓶里的水就可以長(zhǎng)時(shí)間保溫了。然而隨著量子力學(xué)的發(fā)展，一些科學(xué)家開始猜測(cè)，聲子或許可以在真空中傳熱。這個(gè)猜想基于一個(gè)令人難以置信的事實(shí)：從量子力學(xué)的角度來說，空無一物的真空是不存在的。

根據(jù)量子力學(xué)的觀點(diǎn)，宇宙在本質(zhì)上就是模糊的。打個(gè)比方來說，竭盡所能，你也無法同時(shí)確定一個(gè)亞原子粒子在某一時(shí)刻的動(dòng)量和位置。這種不確定性的后果就是，真空永遠(yuǎn)不完全是空的，而是充斥著量子漲落——也就是所謂的“虛粒子”的不斷出現(xiàn)和消失。

幾十年前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)虛粒子并不只存在于理論中。事實(shí)上，它們產(chǎn)生的力是可以被探測(cè)到的。比如卡西米爾效應(yīng)——這個(gè)效應(yīng)指將兩個(gè)物體近距離放在真空環(huán)境中時(shí)，它們之間存在微小的引力。例如，你在真空中把兩面鏡子面對(duì)面放在一起，由于虛光子會(huì)不斷出現(xiàn)和消失，其產(chǎn)生的力就會(huì)使鏡子的表面彎曲。

這個(gè)現(xiàn)象激發(fā)了物理學(xué)家的思考，如果這些短暫的量子漲落能夠產(chǎn)生真實(shí)的力，那么它們或許也能產(chǎn)生其他效果——比如在沒有熱輻射的情況下傳遞熱量。

為了理解聲子如何通過量子漲落傳熱，讓我們假設(shè)真空中有兩個(gè)分開放置且溫度不同的物體。高溫物體中的聲子可以將熱量傳給真空中的虛粒子，然后這些虛粒子又將熱量傳給低溫物體。如果我們將兩個(gè)物體都視為振動(dòng)的原子的集合體的話，那么虛粒子就像一根彈簧，將一個(gè)物體的振動(dòng)傳給另外一個(gè)。

帝國理工大學(xué)的物理學(xué)家John Pendry(未參與本研究)表示，關(guān)于量子漲落是否真的能實(shí)現(xiàn)聲子在真空中的傳熱、如果能傳熱，效率又有多高，“這些問題在最近十年備受爭(zhēng)議。不同理論物理學(xué)家對(duì)此的估算存在很大的差異，因?yàn)橛?jì)算過程非常困難?！彼忉尩?，總的來說，前人的研究預(yù)測(cè)，只有當(dāng)兩個(gè)物體間的距離處于納米尺度時(shí)，這種作用才能被觀察到。然而，在那么短的間距下，兩個(gè)物體間的靜電作用或其他納米尺度的作用會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾，因此要觀察到聲子的熱傳遞效應(yīng)非常困難。

熱傳遞的新機(jī)制

在這篇最新論文中，為了在幾百納米的尺度下實(shí)現(xiàn)聲子的傳熱，加州大學(xué)伯克利分校的張翔帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展了實(shí)驗(yàn)。他們使用了兩片氮化硅薄膜，每片只有約100納米厚。膜中振動(dòng)的原子使每張膜都以一定頻率前后振蕩，因此當(dāng)溫度變化時(shí)，膜的運(yùn)動(dòng)方式也會(huì)發(fā)生變化。這種膜又輕又薄，所以當(dāng)其中一片的能量對(duì)另一片的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響時(shí)，研究者可以很容易地觀察到這種效應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)裝置圖。（圖片來源：張翔/加州大學(xué)伯克利分校）

張翔團(tuán)隊(duì)意識(shí)到，如果兩張薄膜的尺寸相同，但溫度不同，那么它們振動(dòng)的頻率就會(huì)不同。因此，研究者特地定制了兩張膜的不同尺寸，使它們?cè)诓煌钠鹗紲囟认拢ǚ謩e是13.85℃和39.35℃），都能以每秒191600次的頻率振動(dòng)。當(dāng)兩張膜共振時(shí)，能量就能迅速交換。

另外，研究者確保了兩張膜相互平行，誤差不超過幾納米。同時(shí)，他們還保證膜非常光滑，表面的凹凸不超過1.5納米。在實(shí)驗(yàn)中，兩張膜被固定在了真空室的兩側(cè)，他們用加熱器對(duì)其中一張膜加熱，同時(shí)用制冷器給另一張降溫。為了探測(cè)振動(dòng)頻率，也就是溫度的變化，兩張膜的表面都覆蓋了薄如蛛網(wǎng)的金反射層，并用微弱的激光對(duì)其照射。經(jīng)歷了多次實(shí)驗(yàn)后，研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)，膜與真空室的接觸面不存在熱傳導(dǎo)，并且兩張膜之間也沒有借助電磁波的熱輻射發(fā)生。

張翔表示：“這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對(duì)溫度、距離和校準(zhǔn)的控制精度有極高的要求。我們有一次嘗試在夏天進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果受到了實(shí)驗(yàn)室室溫升高的影響。另外，為了排除噪音，測(cè)量本身也花了很長(zhǎng)時(shí)間，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都需要測(cè)四個(gè)小時(shí)?！?/p>

最終，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將兩張膜的距離低于600納米時(shí)，它們的溫度就發(fā)生了變化，并且該變化無法用其他理論解釋。當(dāng)相距不足400納米時(shí)，熱交換的速率足夠讓膜的溫度發(fā)生明顯變化。

實(shí)驗(yàn)成功后，研究者計(jì)算出實(shí)驗(yàn)中聲子傳遞能量的最高效率：約6.5×10-21焦耳/秒。按這個(gè)速率計(jì)算，如果想要傳遞一個(gè)可見光光子的全部能量，則需要50秒。盡管這看起來微不足道，張翔認(rèn)為這仍然是“熱量在兩個(gè)物體之間傳遞的新機(jī)制”。

更多應(yīng)用場(chǎng)景？

據(jù)張翔介紹，從原理上說，恒星也可以通過這一機(jī)制加熱其行星。然而，考慮到它們之間的距離，這種效應(yīng)的規(guī)?？赡軙?huì)“非常小”，幾乎可以無視。

在我們的生活中，從智能手機(jī)到筆記本電腦，幾乎所有電子設(shè)備都在變得越來越小。而這一研究結(jié)果或許能幫助工程師處理納米級(jí)技術(shù)中的發(fā)熱問題?！氨热缭谟脖P驅(qū)動(dòng)器里，讀寫磁頭在磁盤表面移動(dòng)的間隔只有3納米”，張翔說，“在這么短的距離內(nèi)，新發(fā)現(xiàn)的熱傳遞作用或許能產(chǎn)生重要的影響。在設(shè)計(jì)磁性記錄裝置時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到這一點(diǎn)?！?/p>

張翔提到，量子漲落不只涉及到虛光子。除虛光子外，還有許多其他種類的虛粒子，如虛引力子，也就是一份引力場(chǎng)的能量。張翔說道：“引力場(chǎng)的量子漲落能否引發(fā)宇宙規(guī)模的熱傳遞機(jī)制是一個(gè)有趣的問題，這還等著我們?nèi)ヌ剿鳌！?/p>

原標(biāo)題：第4種熱傳遞方式被發(fā)現(xiàn)了