Основи світла продовжують захоплювати вчених і відкривати нові секрети, включаючи те, як його ефекти можуть бути контрінтуїтивними.

Звичайно вважається, що світло додає енергію, щоб нагрівати частинки або приводити їх у рух. Але вчені нещодавно зафіксували світло, яке діє навпаки: воно виступає як невидиме гальмо на масштабах, які важко уявити.

У новому дослідженні, опублікованому в Nature, команда вчених з Рурського університету в Бохумі, Німеччина, виявила, що флуоресцентні вуглецеві нанотрубки рухаються значно повільніше, коли їх опромінюють світлом у водному розчині.

Чим яскравіше світло, тим повільніше рух, або, точніше, нижчий дифузійний коефіцієнт, що є мірою того, як вільно частинка рухається через рідину.

Це частково пов'язано з 'квантовим тертям', яке вчені визначили. Квантове тертя – це нещодавно відкритий феномен, і вчені лише починають розуміти, що воно може робити.

"Це відкриття світлового квантового тертя кардинально змінює наше розуміння міжфазних процесів", - говорить фізичний хімік Себастьян Крус з Рурського університету в Бохумі.

"Наші експерименти показують, що дифузія зменшується, коли ми збільшуємо інтенсивність світла".

Ці нанотрубки дійсно є нано – в 100 000 разів тоншими, ніж людське волосся – і дослідники підвішували їх поодинці у воді. Мікроскопічний аналіз показав, що при додаванні світла нанотрубки поводяться так, ніби вони рухаються в більш густій рідині.

Ідея полягала в тому, щоб спробувати отримати більш детальний погляд на квантове тертя, яке виникає, коли коливальні електричні заряди всередині твердого матеріалу взаємодіють з молекулами навколишньої рідини.

Коли нанотрубки світяться і сповільнюються під світлом, дослідники спостерігали, що всередині нанотрубки створюються екситони: парні енергетичні частинки (складені з електрона і 'діри', де раніше був електрон).

Ці екситони взаємодіють з молекулами води, передаючи імпульс.

Експерименти також виявляють розмиття меж між твердою фізикою і рідинною фізикою на нано-рівні. Відомо, що на найменших масштабах починається квантова дивина – і це останнє підтвердження.

Цікавий факт

Дослідження показали, що світло може не лише прискорювати рух частинок, але й уповільнювати його, що відкриває нові можливості в нанотехнологіях.