Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2019

Kvantni trenje: izven lokalnega ravnotežnega približevanja

Anonim

Sistemi iz termodinamičnega ravnovesja so zelo pogosti v naravi. V zadnjih letih so pritegnili naraščajočo pozornost zaradi njihove pomembnosti za temeljno fiziko in za sodobno nanotehnologijo. V skupnih prizadevanjih skupina Theoretical Optics in Photonics na Max-Born-Institutu in Humboldt-Universität zu Berlin skupaj s kolegi iz Universität Potsdam, Univerza Yale in Nacionalni laboratorij Los Alamos zdaj poroča o podrobnejših novih fizičnih vpogledih v ne- ravnotežni atoma-površinski kvantni trenje.

oglas


Poseben razred neenakostnih pojavov predstavljajo dinamične sile Van der Waals / Casimir, ki delujejo med atomi, molekulami in površinami. Te sile, katerih izvor je globoko zakoreninjena v kvantni teoriji, so v izvoru brezkontaktnega (kvantnega) trenja med dvema predmetoma, ki se, če jih ločita nekaj deset nanometrov, premikajo drug proti drugemu. Na žalost je podroben kvantitativni opis neenakomernih sistemov precej izziv in najpogostejši pristopi temeljijo na predpostavki, da so korekcije ustreznih ravnotežnih značilnosti relativno majhne. Vendar pa je veljavnost teh postopkov in ustreznih približkov težko preverjala, kar neizogibno omejuje zanesljivost rezultatov.

V močnem nasprotju s splošno sprejetimi predpostavkami, ki prevladujejo nad obstoječo literaturo, so raziskovalci pokazali, da lokalno toplotno ravnovesje (LTE) približevanje, ki obravnava interakcijske podsisteme v splošnem neenakostnem sistemu kot lokalno v ravnovesju s svojim neposrednim okoljem, ne dramatično ko se uporablja za proučevanje kvantnega trenja.

Z uporabo splošnih kvantnih statističnih argumentov in točno rešljivih modelov so raziskovalci ugotovili, da približevanje LTE podcenjuje obseg sile vlečenja za približno 80%. Glede na to, da je LTE približevanje delovno karoserijo za teoretični opis številnih neenakomernih pojavov, ki segajo od prenosa toplotne energije do neenakomernih disperzijskih sil, ti rezultati kažejo, da izračuni na podlagi LTE nimajo stroge utemeljitve in jih je treba ponovno preučiti .

Ti novi rezultati bodo, poleg obravnavanja temeljnih vprašanj na zelo interdisciplinarnem področju van der Waals-Casimirjevih sil, močno vplivali tudi na mnoge druge aplikacije sedanjega zanimanja za ne-ravnotežno fiziko, kot so miniaturizirane pasti za ultrazvočne pline (atipske čipe), nano-elektromehanski sistemi (NEMS) in bližnji polprevodniški prenos toplote. Skupaj to delo zagotavlja kvantitativno analizo, katere zaključki predstavljajo znaten napredek pri razumevanju neenakomerne kvantne fizike.

oglas



Story Source:

Gradivo Forschungsverbund Berlin eV (FVB) . Opomba: Vsebino lahko uredite za slog in dolžino.


Referenčni opis revije :

  1. F. Intravaia, R. O. Behunin, C. Henkel, K. Busch, D. A. R. Dalvit. Neuspeh lokalnega termičnega ravnovesja v kvantnem trenju . Pisma o fizičnem pregledu, 2016; 117 (10) DOI: 10.1103 / PhysRevLett.117.100402