Je leest:

Wrijving in het vacuüm

Wrijving in het vacuüm

Auteurs: , en | 15 februari 2011

Een draaiende bal blijft volgens de wetten van Newton in een vacuüm eeuwig draaien. Maar volgens Spaanse onderzoekers komt zo’n tollend voorwerp zelfs in complete luchtledigheid tot stilstand. Het vacuüm blijkt minder leeg te zijn dan je zou denken.

Het vacuüm is leeg. Helemaal leeg? Nee, zo vertelt de quantummechanica ons. Door het onzekerheidsprincipe tussen energie en tijd ontstaan er aan de lopende band paren van deeltjes met hun bijbehorende antideeltjes. De levensduur van die deeltjes is zó kort dat ze niet direct kunnen worden gemeten. Ondanks hun vluchtige bestaan oefenen de virtuele deeltjes, net als gewone deeltjes, toch een kracht uit op objecten. De gemiddelde kracht die de deeltjes gezamenlijk produceren kan wel worden gemeten.

Nu voorspellen Alejandro Manjavacas en F. Javier García de Abajo van het Optica-instituut in Madrid dat die krachten in het vacuüm de rotatiesnelheid van objecten kunnen verminderen. Voor hun berekening gingen de onderzoekers uit van deeltjes met spin. Die kan je vergelijken met draaiende tolletjes. Deze deeltjes voelen een druk van de virtuele deeltjes in het vacuüm. Je zou verwachten dat die druk vanuit alle richtingen even groot is, omdat er overal evenveel virtuele deeltjes ontstaan. Maar dat blijkt niet helemaal te kloppen.

Frontale botsingen

Om te begrijpen wat er gebeurt, vergelijken we de deeltjes met auto’s op een snelweg. Als de auto frontaal op een andere auto botst is de schade enorm. Een kop-staart-botsing is een stuk minder dramatisch: vaak blijft het dan bij een paar deukjes.

Bij de deeltjes is het precies zo: als een deeltje botst met een virtueel deeltje dat in dezelfde richting draait valt het effect wel mee, maar een virtueel deeltje dat in de tegengestelde richting tolt, geeft het draaiende deeltje een fikse opdonder. Hoewel het deeltje met allebei de soorten virtuele deeltjes even vaak botst, zal hij dus meer merken van de tegengesteld tollende deeltjes. Het resultaat? Het draaiende deeltje wordt afgeremd.

De Spaanse wetenschappers hebben hun theorie nog niet in de praktijk getest, maar ze zijn ervan overtuigd dat hun effect meetbaar is. In de grootste lege ruimte die er is, het heelal, kan deze kleine wrijvingskracht grote gevolgen hebben. Zo helpt het misschien bij het verklaren van de onzichtbare donkere materie waar een groot deel van het heelal uit moet bestaan.

Meer lezen over vacuüm en quantumeffecten op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/vacuum/vacuüm/quantummechanica/quantum/index.atom?m=of", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 februari 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.