Виртуальные фотоны в вакууме
Шар, вращающийся в вакууме, казалось бы никогда не должен прекратить свое вращение, так как нет внешней среды, которая могла бы на него воздействовать и тормозить. По крайней мере, так бы сказал Ньютон. Но что если сам вакуум, создает эффект, напоминающий трение, который может останавливать вращающиеся объекты?
Этот эффект, по всей вероятности в скором времени может быть обнаружен и с помощью него, может быть дано объяснение поведения межзвездной пыли в различных областях Вселенной.В квантовой механике, принцип неопределенности говорит, что мы никогда не можем быть уверенными, что вакуум, на самом деле абсолютно пуст. Вместо этого, пространство кишит фотонами, которые появляются из небытия на короткий миг и тут же прекращают свое существование, до того, как их существование возможно непосредственно измерить. Но даже если они появляются лишь на очень короткий промежуток времени, эти виртуальные фотоны, оказывают электромагнитное воздействие на объекты, с которыми они сталкиваются в процессе своей жизни точно так же, как и обычные фотоны.
Алехандро Маживакас и Ф. Хавьер Гарсия-де-Абахо, из Института Оптики в Мадриде утверждают, что эти силы, должны замедлять вращение объектов. Виртуальные фотоны, ударяясь об объект, в направлении противоположном направлению вращения объекта, сталкиваются с ним с большей силой, чем если бы они ударялись по направлению к вращению объекта. Соответственно в течении определенного времени, а процесс этот судя по всему очень длительный, вращение объекта будет замедляться, даже при условии, что одинаковое количество виртуальных фотонов, будут бомбардировать его со всех сторон.
Сила этого эффекта, будет зависеть от свойств и размера объекта. Объекты, состоящие из материалов, обладающих электромагнитными свойствами, такие например как золото, могут замедляться очень медленно. Но небольшие объекты, с низкой плотностью частиц, имеющие меньший вращательный момент, будут тормозить достаточно резко.
Частицы межзвездной пыли
Так же скорость замедления напрямую зависит и от температуры, если температура повышенная, то количество возникающих фотонов увеличивается, производя больший эффект трения. При комнатной температуре, в 100 нанометровых масштабах, зерна графита, имеющиеся в больших количествах в межзвездной пыли, за 10 лет, потеряют примерно треть изначальной скорости вращения. При температуре около 700 градусов Цельсия, являющейся средней в горячих областях Вселенной, тот же эффект, будет длиться только 90 дней, а в холоде межзвездного пространства, на это понадобиться порядка 2700 лет.
Можно ли это влияние уловить в лабораторных условиях? Манживакас говорит что возможно, однако для этого потребуется создать условия сверхвысокого вакуума и использовать высокоточный лазер, для улавливания наночастиц. Условия, которые трудно создать сегодня, однако они достижимы в обозримом будущем.