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研究人员报告了对流体能量波上原怜奈动的新认识

物理学 2021-12-10 23:59:11

休斯顿大学的珍妮·凯文 信用:Piotr Siedlecki/公有领域 卡西米尔力是一种众所周知的效应,起源于真空中电磁场的量子涨落

现在,一个国际研究小组报告了与该理论相反的观点,增加了对流体内部能量波动的理解

鲁道夫·奥斯提亚-莫尼克说,最终的目标是应用这些发现来更好地理解细菌和其他有机体的集体行为

休斯顿大学机械工程助理教授奥斯蒂亚-莫尼克是一篇描述这一发现的论文的合著者,该论文于周五发表在《科学进展》杂志上

奥斯提亚-莫尼克说:“卡西米尔力量的习惯效应是众所周知的。”

“这是对非量子系统中这种力的模拟

我们对生物学意义特别感兴趣

" 除了奥斯蒂亚-莫尼克,参与该项目的研究人员还包括UH的研究生丹尼尔·普特;哈佛大学的Vamsi Spandan阿尔法甲

剑桥大学的李

这项工作建立在卡西米尔力的基础上,卡西米尔力是物理学的主导原则之一,描述了一种由真空中无休止的电磁波产生的力

它表明,真空中充满了能量,而不是空的,这可以通过测量放置在真空中的两个板被吸引并相互靠近时的力来证明,因为它们限制了电磁场的波动

荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔在1948年首次预测了这种效应

目前的工作同样集中在研究两块板之间的波动诱导力;在这种情况下,板浸没在各向同性湍流中,在这种情况下,湍流波动在所有方向上都是相同的

它旨在说明流体动力湍流如何在物体之间产生力,即使流动没有首选方向

研究人员写道,这项工作“揭示了长度尺度相关的能量分布和高强度涡流结构如何决定卡西米尔力

" 奥斯蒂亚-莫尼克说,他们能够量化卡西米尔力取决于特定的参数,包括湍流和板块的位置

这些发现对微制造和纳米制造都有影响,但奥斯蒂亚-莫尼克说,这项工作源于研究人员对了解更多细菌行为的兴趣

细菌的研究更加复杂,甚至在计算上也是如此,但他们认为湍流的研究可以提供一些相似之处,因为两者都持续消耗能量并产生相似的流场

“湍流需要能量来维持,”他说

“为了保持运动,细菌需要不断地被喂养

"

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