大家好,今天想跟你聊聊一个特别有意思的话题:真空也能“发烧”,热量能在真空中传递几百纳米远。过去在中学物理课上,我们只学过热量传递的三种方式:传导、对流还有辐射。可是这一次,香港大学和加州大学伯克利的研究团队给了我们一个惊喜。他们的实验表明,真空里真的可以传递热量!这个发现简直是教科书都要改写了。 荷兰物理学家 Casimir 在1948年就预言过,真空并不是什么都没有,而是电磁场不断涨落的舞台。今天我们把这个现象叫做“凯西米尔效应”。张翔团队的研究就是把 Casimir 的这个理论付诸实践。他们在实验室里精确控制两块平行膜的间距,让量子起伏把声子像接力棒一样传递,这样热量就可以跨越“零介质”障碍。 接下来,我给你讲讲实验过程。研究者给两张膜都镀上薄如蛛网的金反射层,再用激光测量它们每秒发生191600次的微振动。膜A被加热到39.35 ℃,膜B被冷却到13.85 ℃,两块膜之间的距离误差不超过1纳米。当两张膜之间的距离小于600纳米时,温度开始互相传递;小于400纳米时,热流就像开了闸的洪水一样。 不过有人可能会问:这种传热效率那么低,有什么实际意义呢?其实这次实验最关键的一点是首次在真空中直接观测到了无介质热传递。它打破了传统物理中“必须接触”和“必须介质”两大铁律。想象一下芯片散热、量子计算还有真空声学领域的应用前景! 目前这个研究还在起步阶段。600纳米的距离还有很大提升空间。接下来张翔团队打算把膜做得更薄一些,利用二维材料降低声子散射;在真空腔里加磁场来调控量子涨落频率;把整个装置做成芯片级大小。当量子波动把“虚空”变成“通道”,我们离真正意义上的“零介质散热”也许就差一次更高效的量子跳跃了!