Relativistiske effekter på lang rækkevidde interaktioner mellem objekter

Et hold ledet af forskerne María José Caturla og Carlos Untiedt, fra University of Alicante Institut for Anvendt Fysik, har undersøgt betydningen af ​​relativistiske effekter på lang rækkevidde interaktioner mellem objekter. De har offentliggjort deres resultater i to artikler fra American Physical Societys flagskibstidsskrift Fysisk gennemgangsbreve .

Forskerne opdagede, at Albert Einsteins relativitetslove bestemmer den afstand, hvormed kræfter mellem to objekter begynder at virke. "Det er overraskende at se, hvordan Einsteins specielle relativitetsteori påvirker hverdagens processer, såsom den, hvorved to genstande rører ved. Vi beviste, at på grund af denne effekt, tungere elementer, for eksempel guld, udøve kræfter på andre på længere afstande, end man ville forvente, hvis det ikke var for den særlige relativitetsteori, " forklarer fysiker Carlos Untiedt.

Disse kræfter er meget vigtige for at forstå en række forskellige processer, herunder kemiske reaktioner eller friktion. Untiedt siger, "Disse effekter vil være afgørende for kvantitativt at forstå, hvordan molekylære bindinger dannes mellem atomer."

Einsteins specielle relativitetsteori er nyttig til at planlægge rumrejser og spiller en nøglerolle i dagligdags teknologi. For eksempel, det gør GPS-systemer i stand til nøjagtigt at beregne positioner. Untiedt siger, "Einsteins relativitet er relevant i kosmiske eller globale fænomener, men det er også grundlæggende, når det kommer til at forstå visse egenskaber ved stof på et mikroskopisk niveau. Efterhånden som grundstoffer i det periodiske system bliver tungere, elektroner bevæger sig hurtigere rundt i kernen, og nå hastigheder, hvormed relativistiske effekter ikke kan afvises."

Sådan er det med guld, som har en elektronisk struktur svarende til sølv og kobber, men en betydelig større atommasse. "Relativistiske effekter er derfor større i guld og bestemmer mange af dets egenskaber, som, når dens elektroniske egenskaber ændres, relativitetsteori påvirker atombinding, blandt andet, " forklarer UA-forskeren.

"I vores undersøgelse, vi har bevist, hvordan relativitetsteorien påvirker den måde, to guldelektroder kommer i kontakt med hinanden på. Til det formål, vi har målt den afstand, hvormed et enkelt atom i en metallisk elektrode tiltrækkes af en anden elektrode, der nærmer sig det, " tilføjer Untiedt.

Disse eksperimenter gjorde det muligt for forskere at fastslå, at i tilfælde af guld, elektroder interagerer på meget længere afstande, end når sølv eller kobber er involveret. "Ved hjælp af teoretiske simuleringer, det blev bevist, at tiltrækningen mellem guldatomer på lange afstande for det meste forklares af relativitet." Sammenfattende, Untiedt siger, "Vi beviste indflydelsen af ​​relativistiske effekter på de mekaniske egenskaber af metaller på et mikroskopisk niveau."