量子物理學再次顛覆了經典物理學常識：在真空空間中傳遞熱量本身——通常來說，這需要原子或分子間的相互作用。
這項研究利用了怪異的卡西米爾效應(Casimir effect)：真空空間並不是真的真空，而是充滿了微小的量子漲落。
科學家先前已經證明，卡西米爾效應可在真空中移動納米粒子，在兩個物體間產生壓力。這項最新研究表明，它也可參與熱效應。
這一發現可能會改進納米級電子組件甚至量子計算機的設計方式，隨著我們設備越來越小，我們需要在最小的元件單元上對溫度進行控制。
加州大學伯克利分校的機械工程師Xiang Zhang說：「熱量通常是通過原子或分子或所謂聲子的振動在固體中傳導的，但是在真空中沒有物理介質。所以，多年來，教科書告訴我們聲子不能在真空中傳播。令人驚訝的是，我們發現，聲子確實可以通過看不見的量子漲落在真空中轉移。」
他們在真空室內相距幾百納米的兩片鍍金氮化矽膜上證明了這一點。即使兩片膜之間完全沒有任何介質，光子的能量(熱輻射)又可以忽略不計，但加熱其中一片膜也會導致另一片膜變熱。
無法在更大尺度上重現上述結果——所以真空袋，保溫杯之類的物品依然可以發揮作用——但在極微小尺度上，影響可能是深遠的。
為了完成實驗，必須經過精密地調配與維護：從精準控溫到保持實驗室腔室完全無塵。
科學家認為，如果可以在真空中傳遞熱量，那麼也可以傳遞聲音。畢竟，它們本質上都是聲子的振動效果。
不過，那就是另外的實驗了。目前，該團隊正在研究如何利用這種特殊的量子效應來管理未來計算機和電子產品中的熱流。
史丹福大學的機械工程師Hao-Kun Li說：「新的傳熱機制為納米級的熱管理開啟了前所未有的機會，這對於高速計算和數據存儲非常重要。現在，我們可以設計量子真空以提取集成電路中的熱量。」
該研究已發表在《自然》上。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。