Исследователи из Университета Констанца обнаружили новый тип трения скольжения, который не подчиняется закону Амонтона, действующему более 300 лет. В данном случае сопротивление движению возникает без физического контакта и не монотонно возрастает с нагрузкой, а достигает пика при определённых условиях, сообщил журнал Nature.
Учёные провели эксперимент с двумерной решёткой свободно вращающихся магнитных элементов, расположенных над вторым магнитным слоем. Слои физически не соприкасались, но их магнитное взаимодействие создавало измеримую силу трения. Регулируя расстояние между слоями, команда контролировала нагрузку и наблюдала, как меняется магнитная структура при движении.
Выяснилось, что трение минимально, когда слои находятся очень близко или очень далеко друг от друга. На промежуточных расстояниях оно резко возрастает. Это происходит из-за конкурирующих магнитных конфигураций: верхний слой стремится к антипараллельному расположению магнитных моментов, а нижний — к параллельному. При движении магниты многократно переключаются между несовместимыми конфигурациями, что увеличивает потери энергии.
«На протяжении более 300 лет закон Амонтона связывал силу трения непосредственно с величиной силы, с которой две поверхности прижимаются друг к другу. Это соответствует повседневному опыту: более тяжёлые предметы перемещать сложнее, чем лёгкие», — поясняется в исследовании.
Изучение фундаментальных физических законов в лабораториях по всему миру всё чаще приводит к открытиям, которые могут изменить подход к лечению сложных заболеваний. Интернет-газета «ЖУК» сообщала о прорыве американских учёных из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, которые впервые перепрограммировали иммунные клетки для уничтожения рака прямо внутри организма. Технология на основе CRISPR отказалась от сложного и дорогостоящего производства в лаборатории, которое требовало недель ожидания и сотен тысяч долларов.