Vakuume trintis vis tik egzistuoja?

Atrodytų, vakuume aplink savo ašį besisukantis kamuoliukas turėtų niekada nesustoti, jei tik jo neveiks išorinės jėgos. Bent jau taip postuluojama Niutono mechanikoje. O ką, jei absoliučioje tuštumoje atsirastų tam tikra trinties rūšis, kuri stabdytų besisukančius objektus? Toks fenomenas galėtų veikti tarpžvaigždines dulkes.

Kaip rašo technologijos.lt, kvantinėje mechanikoje neapibrėžtumo principu postuluojama, jog niekada negalime būti tikri, ar vakuumas iš tiesų yra visiškai tuščias. Kosminę erdvę nuolat skrodžia fotonai, kurie konkrečioje tikrovės srityje atsiranda ir pranyksta greičiau nei juos galima tiesiogiai užfiksuoti. Net jei fotonai pasirodo tik akimirkai, šios „virtualios“ dalelės tomis pačiomis elektromagnetinėmis jėgomis jų kelyje pasitaikiusius objektus veikia lygiai taip pat, kaip ir įprasti fotonai.

Madride (Ispanija) esančios Ispanų nacionalinės tyrimų tarybos Optikos instituto darbuotojai Alechandro Manchavakasas (Alejandro Manjavacas) ir F. Chavjeras Garsija de Abacho (F. Javier García de Abajo) tvirtina, jog šios jėgos turėtų stabdyti vakuume aplink savo ašį besisukančius objektus. Kaktomuša susidūriantys automobiliai įvykio momentu vienas į kitą įsiręžia didesne jėga nei vienas paskui kitą važiuojantys automobiliai. Tas pats galioja ir virtualiems fotonams: jei toks į objektą smogia kryptimi, priešinga objekto sukimosi krypčiai, susidūrimo jėga būna stipresnė, nei tuo atveju, jei fotonas į objektą smogtų objekto sukimosi kryptimi.

Vadinasi, bėgant laikui, objekto sukimosi greitis turėtų lėtėti, net jei iš visų pusių bombarduotų vienodas fotonų skaičius. Anot mokslininkų, tokiu būdu, prarandamoji sukimosi energija būtų išspinduliuojama realių, aptinkamų fotonų pavidalu.

Tokio efekto stiprumas priklauso nuo besisukančio objekto ypatybių ir dydžio. Objektai, kurių elektroninės savybės apsaugo juos nuo lengvo elektromagnetinių bangų absorbavimo (pavyzdžiui, auksas), vakuume lėtėtų labai iš lėto arba visai nelėtėtų. Tačiau smulkių ir mažesnio tankio dalelių, pasižyminčių mažesniu sukimo momentu, sukimasis aplink savo ašį lėtėtų kur kas sparčiau.

Lėtėjimo indeksas priklauso taip pat ir nuo temperatūros: kuo ji aukštesnė, tuo virtualieji fotonai dažniau apsireikštų tikrovėje ir generuotų trinties jėgą. Kad kambario temperatūroje 100 nanometrų storio (maždaug tokie pat „gabaritai“ būdingi ir tarpžvaigždinėms dulkėms) grafito krislelio sukimasis aplink savo ašį sulėtėtų trečdaliu, reikėtų maždaug dešimties metų. O štai +700ºC temperatūroje (toks temperatūros vidurkis būdingas karštosioms Visatos zonoms) ta pati dalelė trečdaliu lėčiau suktųsi vos po 90 dienų. Tarpžvaigždinės erdvės speige sulėtėjimas trečdaliu užtruktų 2,7 mln. metų.

Ar toks reiškinys gali būti ištiriamas laboratorijose? A. Manchavakasas tvirtina, jog eksperimentui atlikti reikėtų ypatingai „švaraus“ vakuumo ir itin preciziškų lazerių. Tokios sąlygos yra sunkiai pasiekiamos, tačiau ateityje įmanomos.

Karališkosios Londono kolegijos specialistas Džonas Pendris (John Pendry) ispanų kolegų darbą vadina puikiu ir pateikiančiu tam tikrų įžvalgų, ar kvantinė informacija yra sunaikinama (pavyzdžiui, krentant į juodąją bedugnę). Mokslininko įsitikinimu, lėtėjimo metu išspinduliuojami tikrieji fotonai turėtų nešti informaciją apie kvantinę besisukančios dalelės būseną – taip, kaip ir fotonai iš juodųjų bedugnių turėtų išsisukti Hokingo spinduliavimo (Hawking radiation) pavidalu.

„Tai – vienas iš keleto elementarių procesų, kurie konvertuoja vadinamąją gryną klasikinę mechaninę energiją į kvantinę būseną“ – pabrėžia Dž. Pendris.