在繁忙的都市生活中缘由
囚禁在真空中的离子能摹拟出单个原子量级下的表面摩擦,研究人员可以利用这一过程来研究为什么有些 超光滑 表面,在滑动时没有任何能量损失。
受电场与限制的原子可以帮助我们研究原子层面的磨擦现象
工程师希望能掌控这类毫无磨擦的 超光滑性 要知道,如果能把机器元件之间的磨擦减小到0,将会节省无数能量。在一辆普通汽车中,在引擎和传动装置部分因磨擦而浪费的能量比空气阻力和轮胎摩擦发热所浪费的能量还要多。
麻省理工学院的VladanVuletic和同事们把一排带负电的镱离子放在电场中,摹拟出了一个 表面 ,并用两台发出的激光摹拟出另一个 表面 ,激光的干涉条纹对原子产生了周期性的力,就像金属表面的褶皱一样。研究人员让这排离子沿着激光滑过,激光对离子产生了压力可以摹拟原子间作用力,在两种 固体 间产生了摩擦。
研究摩擦的科学家被称为磨擦学家(tribologist),他们在早先使用原子力显微探针在物体表面移动,测量了微观乃至单原子层面的磨擦效应。但北卡罗来纳州立大学的摩擦学家JacquelineKrim表示,这些丈量有一些不可避免的限制,由于没法直接丈量施加在单个原子上的力,以及由于这些力而耗散的能量。Krim认为MIT科学家发明的离子系统是 一套精美而优雅的丈量装置 ,也是丈量原子层面磨擦的重要新工具。
这1离子系统最先是在2011年,由意大利里雅斯特国际先进研究学院的理论物理学家ErioTosatti及其合作者设想出来的。Tosatti说: 它的好处在于,实验者可以方便地改变各类参数,比如原子间隔、温度、速度等,这是用普通固体材料所做不到的。 Tosatti之前就预测了离子可以用来检验超光滑模型,这是于2004年首次在实验中出现的一种现象。
而Vuletic的团队正是用离子系统研究了超光滑现象。他们首先使用了单个离子,随后用了一系列粒子,其间距与激光干涉条纹的间距相等,这跟两个相同的表面相互摩擦的情形是一样的,就像把两个相同的梳子对着放到一起一样,它们的梳齿会相互咬紧没法动弹。但当研究人员改变了离子的间距以后,间距的不对应就致使了磨擦急剧下降到1/10。这一现象完全模拟了超光滑效应的出现过程,就好像我们把梳齿间距不对应的两个梳子放在一起摩擦一样。
在等间距的情况下它们会一起滑动,但间距不等的时候原子会一个一个地滑动,像毛毛虫一样, Vuletic说。
而好消息则是,超光滑性在少量原子中间即可产生,不需要100个以上的原子,这与Tosatti的预测是相符合的。
Vuletic搭建的设备包含了两种新技术:用电场囚禁离子和用激光囚禁中性原子,这两种技术常常用于超导等领域中现象的 量子模拟 (quantumsimulator),亦可测试未来的量子计算机。虽然在这项最新工作中Vuletic的团队还是着眼于经典效应,Vuletic称他们的仪器也可用来研究量子效应在磨擦中产生的影响。Tosatti认为,这是无论在理论方面还是实验方面都还没有有人开拓的领域。
心绞痛是什么症状怎么个疼法
济宁癫痫病专科医院
佛山十佳男科医院
小儿咳嗽有痰吐不出来怎么办
宝宝积食咳嗽有痰
关节疼痛甚么原因造成的
绍兴手术治疗牛皮癣血栓指标高
宝宝口臭吃什么调理
- 上一页:p第三只眼看样板房p缘由
- 下一页:[p]室内家庭装修如何设计外飘窗造型缘由
-
《风起陇西》也库姆“关系户”?相貌平平戏份极少,却凭演技被夸
《原作者河东》播出以来,这部电视剧的每个电视剧情都让人印象引人注目。...
2023-12-30
-
幼小衔接别再报班,特级教师给的方法很新颖,娃入学后次次考一百
同却说家祖母上周精研当年太古洋行,到时9月底要上一年级,最近急得不得...
2023-12-10
-
何时拔除您的 Android 缓存以及具体操作方法
无论您保有 Galaxy S21(如上图)还是其他 Android PDA,清理点击器调用和 cookie ...
2023-12-02
-
高中电学:电学公式+定理合集,高中三年都用得上!
高中时物理化学:物理化学公式+引理再版,高中时三年都用得上! 察看更多...
2023-11-20
-
《水电建设工程》特种邮票发行
记者 王丽 通讯员 崔鹏森 2022年6同月28日,华北地区邮政署推出《水电建设》...
2023-11-15
-
美媒预测火箭将会选入切特和丹尼尔斯,新赛季火箭将会开始升空
目前NBA明星赛的半决赛还在火热进行,但对于那些没能闯入到明星赛的支球队...
2023-11-14