新發現，物理學家已經在完美真空中發現了摩擦力

現代物理學最基本的原則之一是，在完美的真空中，一個完全沒有物質的地方，是沒有摩擦存在的，因為空的空間不能對穿過它的物體施加力。

但是，英國的物理學家發現，穿過完全真空的一個衰敗原子將經歷類似摩擦的力，現在他們已經想出了這是如何加強，而不是打破愛因斯坦的廣義相對論的。

格拉斯哥大學的Matthias Sonnleitner在說：「我們花了很多年的時間在計算中尋找錯誤，花了更多的時間探索其他奇怪的效果，直到我們找到這個（相當簡單）的解決方案。」

Sonnleitner和他的同事正在進行計算以預測衰變原子通過完美真空移動的行為，直到他們注意到一些奇怪的東西。

多年來，物理學家已經知道，完美的真空不能對原子施加任何力，但真空仍然可以與原子相互作用。

物理學家不可能物理地創造一個完美的真空，因為沒有任何凈化可以保證雜散原子無法進入。但是計算已經預測，理論上完美的真空實際上會散發出奇怪的能量，充滿了「虛擬」的粒子-反粒子對，出現又消失。

這種「空而不空」的完美真空的描述源於量子力學的一個方面，稱為海森堡的不確定性原理，這說明無數的虛擬粒子理論上可以出現並在太空中隨機消失。

這些量子位移產生隨機波動的電場，格拉斯哥團隊的計算描述了它們如何與穿過真空的原子相互作用，使其吸收能量並進入激發態。

隨著激發原子衰變到較低能量狀態，其沿隨機方向發射光子（或光粒子）。團隊計算當在原子沿與光子相對的方向移動時發射光子時會發生什麼，它們檢測到類似摩擦的力量，似乎導致速度的損失。

如果是真的，這將違反相對論原理，因為它意味著行為的「觀察者」將看到原子以不同的速度移動，這取決於它們相對於原子的位置。

Sonnleitner說，在決定答案之前，團隊花了「幾個星期懷疑他們的理智」，這一切都歸結為E = mc2。

他們意識到，隨著移動的原子衰變到較低的能量狀態並且在隨機方向上發射光子，這導致它損失微小量的能量，這對應於微量的質量。

這種微量的質量被稱為質量虧損，它的數量非常小，從來沒有在此背景下測量過。這是愛因斯坦著名的方程E = mc2中的質量，它描述了將原子核分解成質子和中子所需的能量。

這種稱為「內部結合能」的能量在核物理學中被定期計算，核物理學處理更大的結合能，但是在原子光學（本文中的領域）的背景下通常被認為是可忽略的，因為能量低得多。

當研究人員將這個質量虧損值插入到它們的計算中，使用E = mc2來解決它時，他們發現當原子衰變時，損失一小部分質量，原子實際上失去動量而不是速度。

如果我們看一下摩擦、速度和動量之間的關係，科學家們沒有看到由於速度的變化導致動量變化而產生的摩擦，而是由於質量的微小變化而引起了動量的損失。

因此，不是通過指示真空中的摩擦來違反相對論，該現象導致相對論的原理實際上所預測的東西--質量的減少導致原子失去微小量的動量，正如狹義相對論中的能量和動量守恆所預測的那樣。

團隊在他們的論文中得出結論：「我們已經表明，在衰變的原子看到一種類似於摩擦的力。但是，這種力是由於內部質量能量的變化引起的動量變化，並且不與減速運動相關。」

團隊說，下一步將是看這種現象是否發生在原子吸收光子時。

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