十大权威安全配资平台
光照射物体，通常让人联想到加热、加速、推动。但德国科学家最近在《自然》杂志上发表的一项研究彻底颠覆了这个直觉——在纳米尺度下，光不仅没有推动粒子前进，反而让它们越来越慢。
这不是实验误差，而是一种叫做"量子摩擦"的真实物理现象在起作用。
光越强，跑得越慢
鲁尔大学波鸿分校的研究团队选用了一种特殊的实验对象：荧光碳纳米管。这种纳米管比人类头发细整整10万倍，研究人员将它们一根一根地悬浮在水溶液中，然后用不同强度的光照射，逐一追踪每根纳米管的运动轨迹。
结果出乎意料。光照越强，纳米管的扩散系数就越低，运动越迟缓，就好像它们突然陷入了一种更黏稠的液体中。
扩散系数是衡量粒子在液体中自由移动能力的核心指标，数值越低意味着粒子受到的阻力越大。研究人员用太赫兹光谱技术进一步验证了这一现象，这种技术能够捕捉分子层面的能量转移，分辨率极高。
分析显示，纳米管确实在向周围的水分子传递动量，这个过程发生在固液界面，肉眼无法察觉，却实实在在地拖慢了纳米管的速度。
激子是关键
实验是如何设置的。（Kistwal等人，《自然》，2026）
要理解这背后的机制，需要认识一个量子物理中的特殊角色——激子。
当光照射到碳纳米管时，纳米管内部的电子获得能量，跃迁到高能态，同时在原来的位置留下一个"空穴"。这个电子与空穴形成束缚对，就是激子。激子携带能量，沿纳米管内部高速迁移，并在迁移过程中与外部的水分子产生电磁耦合，将动量传递出去。
水分子并非静止不动的背景板，它们接收了来自激子的动量，反过来对纳米管施加阻力。团队的理论物理学家苏尔皮齐将这种关系描述得很形象："水对发光的纳米管来说并不是光滑的介质，而是在界面处存在阻力，会减缓纳米管的运动。"
研究人员还做了一个关键对照实验：使用内部存在缺陷的纳米管重复上述过程。结果发现减速效应完全消失了。原因在于，缺陷会将激子困在原地，阻碍其沿管壁自由迁移，一旦激子无法移动，它与水分子之间的耦合也随之中断，量子摩擦自然消失。
这个对照结果有力地证明，激子的迁移能力是产生量子摩擦的必要条件，不是偶然的附带效应。
从刹车到方向盘
量子摩擦本身并不是新概念，理论物理学家多年前就预言了它的存在。但此前的研究大多停留在理论推导层面，直接在真实液体环境中、针对单根纳米管的实验观测，这还是第一次。
更重要的是，这项研究展示了一种主动调控纳米尺度摩擦的可能性——用光。
传统的摩擦控制依赖改变材料表面结构或使用润滑剂，这些手段对于纳米机器来说几乎无从施展。但如果光照强度可以直接改变界面摩擦，那就意味着研究人员能够像操控开关一样，用光束精准控制纳米粒子的运动速度和位置。
团队成员哈维尼特指出，这种控制能力在纳米机器人导航和化学反应调控两个领域具有直接应用前景。纳米机器人在生物体内穿行时，如何在微小空间里精准刹车或转向，一直是工程难题。而光控摩擦提供了一种非接触、可实时调节的解决路径。
这项研究也再次提醒我们，在量子尺度下，经典物理学的直觉往往会失效。固体与液体的边界在这里变得模糊十大权威安全配资平台，光与物质的关系比我们想象的复杂得多，而每一次反直觉的发现，都可能成为下一代技术的起点。
富华优配提示：文章来自网络，不代表本站观点。
