Физики впервые достигли идеального трения, не зависящего от скорости

Международная группа ученых впервые добилась состояния, при котором сила трения между поверхностями полностью перестала зависеть от скорости скольжения, сообщает Наука Mail.

Эксперимент провели с монокристаллами слюды, нагрев материал до 200 градусов Цельсия. В классическом законе Амонтона — Кулона предполагается, что сила трения между сухими поверхностями не зависит от скорости их движения. Однако на практике сила трения большинства материалов изменяется при разных скоростях скольжения.

Исследователи изучали кинетическое трение между монокристаллами слюды при температурах от комнатной до 200 градусов. При нагреве до второго показателя сила трения перестала изменяться вместе со скоростью скольжения. С помощью электронного микроскопа ученые установили возможную причину такого эффекта.

Оказалось, что при низких температурах в кристаллической решетке слюды присутствуют волнообразные дефекты — рипплокции. Они исчезают при нагреве, после чего коэффициент трения перестает зависеть от скорости движения поверхностей.

Закон Амонтона—Кулона — не фундаментальный закон природы, а эмпирическое правило, выведенное из наблюдений за трением сухих поверхностей. Он описывает идеализированный случай и не учитывает микроскопическое строение материалов. В реальных условиях сила трения может зависеть от скорости, поскольку при скольжении меняются состояние микроконтактов, образуются и разрываются межповерхностные связи, а также происходит движение дефектов кристаллической решетки.

«Исследование впервые показало, что дефекты в кристаллах участвуют в сложных процессах трения», — отмечают авторы работы. Результаты могут помочь в разработке новых смазочных материалов.

Стабильные при разных скоростях свойства смазок потенциально позволят снизить износ механизмов и энергопотребление. Ученые планируют проверить эффект на других слоистых материалах и подробнее изучить связь между дефектами кристаллов и силой трения.

Конечной целью исследователи называют разработку энергосберегающих смазочных материалов, свойства которых не меняются при разных скоростях движения.

1 сентября, как сообщил Reuters, ученые совершили прорыв в деле поиска темной материи. Во время эксперимента, который проходил в Южной Дакоте на глубине примерно 1,6 км, исследователи обнаружили взаимодействие, которое могло быть вызвано гипотетической частицей, являющейся предполагаемым кандидатом на роль одного из элементов темной материи.

Темная материя — гипотетическая форма материи, которая не может быть обнаружена обычными приборами из-за того, что она не отражает и не излучает свет, но при этом оказывает гравитационное воздействие в галактических масштабах.

NASA 30 августа запустило телескоп «Роман» для изучения темной материи. Он сможет помочь ученым составить карту миллиардов галактик, обнаружить планеты за пределами Солнечной системы, изучить черные дыры и предоставить огромные объемы данных для анализа.

Источник: РБК