负真空摩擦力 一种量子涨落的奇特效应

众所周知，若两物以相反方向作相对移动，它们之间会有摩擦力，这种力会消耗能量并使物体减速。但是，如果两个物体之间没有接触呢？它们之间还会有摩擦力吗？答案是肯定的，这种力就是真空摩擦力。

真空摩擦力非常微弱，在日常生活中很难观察到。但是，在纳米尺度上，它可能变得重要，并影响纳米机器或量子信息处理等应用。因此，理解和控制真空摩擦力是一个有趣而有挑战性的课题。

这个系统由一个旋转的硅球和一个覆盖了石墨烯的介质基底组成，它们之间有一定的距离。当硅球旋转时，它会激发真空涨落，并向外辐射太赫兹电磁波。这些电磁波会在石墨烯上激发表面等离子元，这是一种由电子和正空穴组成的准粒子。表面等离激元会沿着石墨烯表面传播，并与电离层的电磁波之间的相互作用。

如果石墨烯处于正常状态，那么表面等离子元会逐渐衰减，并向基底传递能量。这样，基底就会向前反冲，给硅球施加一个与其旋转方向相反的力，这就是正常的真空摩擦力。

但是，如果石墨烯处于增益状态，那么表面等离激光就会加速传播，并从基底吸收能量。这样，基底就会向后反冲，给硅球施加一个与其旋转方向相同的力，这就是负真空摩擦力。

负真空摩擦力有什么用呢？一种可能的应用是用它来驱动纳米球达到超高旋转速度。如果我们忽略其他因素，那么纳米球的角速度将满足以下方程：dω/dt=τ/I，其中ω是角速度，τ是负真空摩擦力产生的扭矩，I是纳米球的转动惯量。这个方程可以用来描述一个物体的运动状态，也可以用来描述一个物体的静止状态。

（编辑：银川站长网）

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