我們都知道，現(xiàn)實(shí)生活中熱傳遞的方式主要有三種：熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)、熱輻射。而在真空中，由于沒(méi)有介質(zhì)的存在，熱量是沒(méi)有辦法傳遞的。

　　例如當(dāng)我們使用真空絕緣的熱水瓶來(lái)保持水的溫度時(shí)，我們可能會(huì)知道它是一種很好的絕緣體，因?yàn)闊崮芎茈y穿過(guò)空的空間。如果周圍沒(méi)有原子或分子，則攜帶熱能的原子或分子的振動(dòng)根本無(wú)法傳播。

　　近日，加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家在《Nature》(自然)雜志上發(fā)表了一項(xiàng)研究足以再次改寫(xiě)我們的教科書(shū)。

　　初中課本中講到，聲音在真空中是無(wú)法傳播的。其實(shí)聲音在本質(zhì)上也是由分子振動(dòng)產(chǎn)生的一種波，它也會(huì)產(chǎn)生能量，而熱能也是其中的一種。

　　而此次研究人員發(fā)現(xiàn)，聲音竟然能夠在真空中傳播，其實(shí)真空并不“空”。產(chǎn)生的熱能可以跨越數(shù)百納米的完全真空，實(shí)現(xiàn)傳遞。

　　到底是實(shí)驗(yàn)事實(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題，還是我們習(xí)以為常的教科書(shū)有了錯(cuò)誤?到底是什么物質(zhì)引起了這種現(xiàn)象?

　　此次發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象涉及了一種被叫做稱為卡西米爾相互作用的量子力學(xué)現(xiàn)象。那么什么是卡西米爾效應(yīng)?

　　假設(shè)在真空中存在兩片平行的平坦金屬板，兩板之間的空間相對(duì)于板外是有限的，因此在他們之間的粒子數(shù)就會(huì)小于板外，而這些粒子對(duì)板的碰撞所產(chǎn)生的壓力也就是板外大于板內(nèi)，平行板就會(huì)受到真空施加的擠壓力。

　　有人說(shuō)真空沒(méi)有介質(zhì)，粒子是哪里來(lái)的?根據(jù)量子力學(xué)的觀點(diǎn)，真空中存在著許多具有可測(cè)量效應(yīng)的粒子，他們將其稱為虛粒子。虛粒子是構(gòu)成虛物質(zhì)的微粒，和實(shí)物粒子有非常密切的關(guān)系，分布在實(shí)物粒子的周圍，與實(shí)物粒子具有類似的性質(zhì)。

　　實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)在真空室內(nèi)放置了兩個(gè)相距幾百納米的鍍金氮化硅膜。當(dāng)它們加熱其中一個(gè)膜時(shí)，另一個(gè)膜也變熱了-即使沒(méi)有任何東西連接兩個(gè)膜，并且在它們之間通過(guò)的光能微不足道。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)仔細(xì)選擇膜的尺寸和設(shè)計(jì)，可以將熱能傳遞到數(shù)百納米的真空中。這個(gè)距離足夠遠(yuǎn)，以至于其他可能的傳熱模式都可以忽略不計(jì)-例如電磁輻射所攜帶的能量，這就是來(lái)自太陽(yáng)的能量如何使地球變溫暖。

　　盡管這種相互作用僅在非常短的長(zhǎng)度范圍內(nèi)才有意義，但它可能對(duì)計(jì)算機(jī)芯片，以及其他以散熱為關(guān)鍵的納米級(jí)電子組件的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。新傳熱機(jī)制的發(fā)現(xiàn)為納米級(jí)的熱管理開(kāi)創(chuàng)了前所未有的機(jī)會(huì)，這對(duì)于高速計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同樣非常重要。

　　科學(xué)家說(shuō)，由于分子振動(dòng)也是我們聽(tīng)到的聲音的基礎(chǔ)，因此這一發(fā)現(xiàn)暗示了聲音也可以通過(guò)真空傳播。聲子確實(shí)可以通過(guò)看不見(jiàn)的量子漲落在真空中轉(zhuǎn)移。而量子漲落或?qū)⒊蔀橐环N新的熱傳遞方式。