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『』十大物理效应，一次看个够( 四 )


卡西米尔效应
『』十大物理效应，一次看个够
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这是一个表明“真空”不“空”的效应 。
我们都知道 ， 一个带正电和一个带负电的金属板如果靠得很近 ， 那么它们之间就会存在相互吸引的力 。但如果这两块金属板不带电呢？物理学家发现 ， 在真空中它们也会相互吸引 。这就是卡西米尔效应 。
1948年 ， 卡西米尔（Hendrik Casimir）预言真空中两个不带电荷的金属板会因为电磁场的量子涨落的影响而受到吸引力 ， 力的大小随金属板距离的四次方成反比 。之所以有这种力存在 ， 是因为金属板之间充满了包含能量的电磁波 ， 当它们相互靠近时 ， 真空中的一些波会逐渐被挤压出去 ， 使得周围空间的能量高于金属板之间的能量 ， 推动它们继续靠近 ， 从而表现得像是存在一种吸引力 。
卡西米尔效应预言的吸引力非常微弱 ， 以至于大部分情况下都可以忽略不计 。直到1997年 ， 物理学家们才有足够精确的手段能直接证实卡西米尔效应的存在 。
在卡西米尔效应被提出不久就有物理学家开始思考是否可以逆转卡西米尔效应——将吸引力转化成排斥力 。2010年有科学家提出应该存在能让吸引力和排斥力相互抵消的方法 ， 从而在两个表面之间建立一种平衡态 。2019年 ， 加州大学伯克利分校的张翔教授和他的团队做到了这一点 。
霍金效应
『』十大物理效应，一次看个够
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黑洞 ， 是宇宙中最神秘的天体 ， 它的引力是如此之强 ， 以至于任何东西一旦进入了它的视界就再也无法逃脱 。近年来 ， 科学家不仅探测到了黑洞合并辐射出的引力波 ， 也“拍”下了黑洞的第一张图像 。
在20世纪70年代初 ， 霍金（Stephen Hawking）发现了黑洞最奇妙的效应 。他证明了黑洞是具有温度的 ， 并指出黑洞释放的热辐射的温度与黑洞的质量成反比 。这是他最著名的科学成就：霍金辐射 。
根据量子场论 ， 所谓的真空并不是完全空的 ， 而是充满了量子涨落——虚粒子对会不断的冒出又湮灭 。当这些虚粒子对出现在黑洞的事件视界附近时 ， 虚粒子对中的其中一个会被黑洞捕获 ， 另一个则会逃逸 。落入黑洞的粒子必须拥有负能量 ， 这样才能保持总能量不变 。而对于外部的观测者而言 ， 黑洞刚刚发射了一个粒子 。
然而 ， 想要试图测量这种效应是一件非常难的事情 ， 因为霍金辐射非常微弱 ， 很容易被渗透在整个宇宙中的宇宙微波背景辐完全抹去 。
文：二宗主
图：岳岳
参考来源：
[1] http://backreaction.blogspot.com/2020/02/the-10-most-important-physics-effects.html
[2] https://www.sciencenews.org/article/douglas-stanford-sn-10-scientists-watch
[3] https://www.ias.edu/ideas/2017/stanford-black-holes-butterfly-effect
[4] https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2003/popular.html
[5] http://news.mit.edu/2019/aharonov-bohm-effect-physics-observed-0905
[6] https://physics.aps.org/story/v28/st4
[7] https://phys.org/news/2017-07-quantum-world-tennis-racket.html
[8] https://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/presentations/tennis-racquet-flip
[9] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1921/einstein/facts/
[10] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1998/press-release/
[11] http://discovermagazine.com/2018/nov/your-daily-dose-of-quantum?es_ad=122882&es_sh=9c625adbb2227d8a9fe6f4c50d342594


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