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“巴伊蘭大學的 David Kessler 今天在Nature,雜誌中寫道:”這是物理學界不願公開的小秘密之一,雖然我們物理學家可以告訴你很多關於夸克、類星體和其他奇異現象的知識,但對於摩擦基本定律,我們仍然沒有普遍接受的解釋。“ 事實上,一個特別令人困惑的問題涉及到克服摩擦並在某個表面上滑動固體物體所需的力的大小。儘管這可能與直覺相反,但庫侖摩擦定律指出,這種力隨壓縮力(將物體和表面壓在一起的力)而變化,而不是隨兩者之間的接觸面積大小而變化。
傳統上,物理學家們對這個難題的解釋如下:因為實際上沒有兩個表面是完全平坦的——它們在原子尺度上是粗糙的——所以它們之間的接觸面積比看起來要小得多。因此,增加壓縮表面的壓力也會增加接觸面積。但是,德克薩斯大學奧斯汀分校的 Eric Gerde 和 M. Marder 在Nature雜誌上發表的一封信中,提出了一個全新的解釋,Kessler 對此進行了評論。這兩位數學家將摩擦力與接觸面積無關的現象歸因於微觀自愈裂縫——或者說是那些張開然後自行癒合的裂縫。
理解這個想法最簡單的方法是想象在地板上滑動地毯。從一端拖動地毯需要一定的力氣。但是,如果你在地毯上製造一個凸起——本質上是地毯和地板之間的自愈裂縫——並將該凸起從地毯的一端推到另一端,直到整個地毯都向前移動,那麼這項任務就會變得容易得多。Gerde 和 Marder 寫道:“我們表明,當[自愈裂縫]在原子尺度上存在時,它們會導致固體按照庫侖摩擦定律滑動。” “我們預計,這種摩擦機制將在許多長度尺度上執行。” 進一步的實驗應該很快會檢驗他們的想法。