真空可以热传递吗(真空能否传热)

导语：改写教科书：真空竟然也能够传递热能

热量是物体内部微观粒子无规则运动的表现。微观粒子运动越快，则表示物体的温度越高。太阳通过光子在真空中传递，将热量从1.5亿千米外传递至地球。在地球上，热量一般都是以直接接触的方式来传递。

真空不空，不存在绝对的虚无。物质和时空，可以相互转化。通过深入对“真空”的性质的研究，我们会越来越明白，量子论描述的微观世界，是越来越实，而不是越来越虚。量子论其实闪耀着辩证唯物主义的光芒。

现在的物理教科书里面，热能传递有三种方式。一是辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的红外线，而不必有任何介质，就可以达成温度平衡。二是传导：物体之间直接接触，热能直接以原子振动，由高温处传递到低温处。三是对流：物体之间以流体为介质，利用流体传递热能。热能传递必须要通过某种介质，真空之中没有任何介质，除了辐射的方式，其它方式都无法实现在真空里面传递热能。我们家里的保温壶，运用的就是真空绝热的原理来保温。

但基于量子物理学观点，真空并不是真正的“虚空”，而是充满了量子涨落。

量子力学的不确定性原理告诉我们：真空不可能处于空无一物的绝对虚无状态。真空里面充满着量子涨落，“虚粒子”瞬间出现又瞬间消失。真空实质上是一片沸腾的能量海洋。虚粒子不只是存在于理论之中，在卡西米尔效应里面已经得到实验验证。

卡西米尔效应

于是有科学家猜想：高温物体中的声子可否将热量传给真空中的虚粒子，然后这些虚粒子又将热量传给低温物体？注意，这里提到的“声子”，不能望文生义地理解为“声音粒子”。表征原子集体运动的简谐振子的能量是量子化的，每个振动模式能量的最小单位，被称为”声子”。

加州大学伯克利分校的张翔带领团队为了验证这个猜想，开展了实验。

张翔研究团队通过反复实验发现：当将两张膜的距离低于600纳米时，它们的温度就发生了变化，并且该变化无法用其他理论解释。实验成功证实了真空通过虚粒子传递热能的科学猜想。这一研究成果已经发表在《自然》杂志上。

他们还计算出实验中声子传递能量的最高效率：约6.5×10的-21次方焦耳/秒。

热量在真空中传递（张翔/加州大学伯克利分校）

这个数量看起来微不足道，但张翔认为这是“热量在两个物体之间传递的新机制”。

在智能手机芯片里面。这种纳米级技术中的发热问题，就不能被忽略。

量子真空涨落现象之中，除虚光子，还有许多其他种类的虚粒子，如虚引力子。不过，引力波已经被证实了，但引力子尚未被证实。

张翔研究团队的这一研究成果，不仅可能在微电子运用领域产生巨大影响，而且还进一步加深了人们对于“真空”的认知。