Эксперимент ученых «поломал» физику элементарных частиц

В Оксфорде наблюдали странное поведение частиц, которое нарушает фундаментальный физический закон притяжения и отталкивания.

Известный принцип физики гласит, что частицы с противоположными зарядами притягиваются друг к другу, а частицы с одинаковым зарядом отталкиваются. Ученые из Оксфордского университета обнаружили, что при определенных обстоятельствах частицы с одинаковыми зарядами все-таки могут притягиваться, пишет New Atlas.

Исключение из знакомого всем правила описано в новом исследовании. В ходе испытаний команда ученых суспендировала, то есть объединила, отрицательно заряженные микрочастицы кремнезема в воде. Используя микроскопию светлого поля, специалисты обнаружили, что частицы притягиваются друг к другу, образуя гексагонально расположенные кластеры. 

Теория межчастичных взаимодействий, учитывающая структуру растворителя на границе раздела, позволила установить, что для отрицательно заряженных частиц в воде существует сила притяжения, которая перевешивает электростатическое отталкивание на больших расстояниях. Это и приводит к образованию кластеров. Для положительно заряженных частиц в воде подобное взаимодействие с растворителем всегда является отталкивающим, и кластеры не образуются.

Эффект притяжения зависит от уровня pH: команда смогла контролировать образование (или отсутствие) кластеров отрицательно заряженных частиц, изменяя кислотность водного раствора. Однако независимо от уровня pH положительно заряженные частицы не образовывали кластеры.