量子管道
现代物理分化为两个世界:经典和量子经典物理描述大尺度事物-例如行星-当描述纳米级事物时开始分解,物理家必须使用量子物理描述小小小小小小小小小小小产生两个互不相容的学科 以至于许多物理家 都成为专家 只从一种角度工作
但有时经典和量子世界相碰撞理论物理家尼基塔卡沃金即科学家努力理解量子动态影响大尺度物理时会发生什么这项工作导致出人意料地深入了解当液态和固态交互时纳米尺度发生的情况,例如Kavokine最近发现碳纳米管墙内电子与水流摩擦-这一发现解决了数十年之久的谜题
Kavokine研究者扁平学院s类计算量子物理中心纽约市马克斯普朗克-纽约非均衡中心事前,他获巴黎师范学院学士学位、硕士学位和博士学位
必威注册网站Kavokine最近向Simons基金会讲解他的工作及其多项应用对话编辑清晰
最近你发现量子摩擦你能解释一下突破性吗
我们中许多人都熟悉摩擦概念 中学物理课教我们, 解释为什么推盒子跨厚厚加地毯 与平滑木地板有差发现量级上也有摩擦量子摩擦基本是一种液态和固态之间的摩擦类型,而固态来自固态电子量子动态近代性质量子摩擦可解决流体动态中长期悬疑, 反直觉发现小碳纳米管流水速度更快
这项工作令人振奋,因为它连接流体动态并压缩物物理研究流体动力学的人 视墙为单纯墙他们不在乎墙由何组成压缩物物理家研究墙内发生的事情 只看固态材料内电子复杂动态但人们并没有真正观察 介面上发生的事情
事实上,当开始观察微小管道液流时,该界面发生的事情变得重要,例如碳纳米管流小尺度流水与墙内电子动态真正相联水分子和电流推上固墙
本发现有什么实用应用
大多与膜技术应用相关,如过滤或海水淡化然而,我们的发现还应用某些能源生产方法,利用水盐分差异当你过滤水时,你不得不推水 通过薄膜小孔如果有很多摩擦 推力需要更多力和能量了解微小尺度摩擦的确定方式可帮助设计低摩擦性能的材料,这有助于节能并因此使用成本
已有数位研究人员协作实验验证我们的预测,包括德国美因兹马克斯普朗克聚合研究所的一个小组并判定水分子的精细性能直接观察量子摩擦机制基本构件之一:水分子振动与固态石墨电子特殊振荡之间的交互作用量子摩擦机制核心
为什么你认为人们以前没有把这两块田搭在一起
第一,纳米流水实验大约20年前才开始, 并不存在明显的需要 在那之前将两个字段合并第二,我认为在这两个领域工作的人背景大相径庭,所以很少有人理解这两个方面。我来自流体动态和统计力学领域 并不得不学习大量的量子和压缩物物理正因如此我才申请Flatiron学院并研究电子动态 看我们能否合作 寻找更多流水动态联系
物物理和流体动态相交点的新研究领域我希望更多人参与 并发现更多令人振奋的新事物
为何你认为研究这些小尺度很重要如何转化成我们的日常生活
第一,我认为有一个基本方面这是大图中的一部分 关于我们想理解世界构建方式 和物理原理身为物理学家,我们本性地为寻找新方法思考纳米级流水系统的可能性而兴奋
并有一个非常实用的方面 这项研究曾有极短路径 从基本发现,像此, 与创新应用在我的前实验室中,2013年发现水流原生nitudi纳米管,而新创公司已经发现这个想法,它筹集了几百万欧元开始在法国Rhone河上建设净电厂,这非常令人振奋。
个人动机是,我们可以使用非常抽象但美丽的理论技术描述非常混凝土的东西, 诸如水流过小管道
本++Flatiron科学家焦点系列研究 学院早期研究者分享最新工作 和对各自领域的贡献