Шведські науковці відкрили невідомі сили природи, що утримують всю матерію Всесвіту разом

Дослідники з Технологічного університету Чалмерса у Швеції створили платформу, яка дозволяє буквально «побачити» сили, що утримують матерію на найменших масштабах. Для цього вони використали золоті пластівці, сольовий розчин і світло. Система дає змогу вивчати баланс двох протилежних сил — тієї, що притягує об’єкти, і тієї, що не дає їм повністю злипнутися. Саме цей баланс призводить до самозбирання та утворення мініатюрних порожнин для вимірювань.

У лабораторії дослідниця Мікаела Гошкова працює з мільйонами золотих пластівців у сольовому розчині. Краплю суміші наносять на скляну пластину з золотим покриттям під мікроскопом: пластівці одразу притягуються до поверхні, але не прилипають повністю, залишаючи нанометрові проміжки.

Ці люзи діють як крихітні камери для світла. Промені багаторазово відбиваються всередині й створюють видимі кольори. Під час підсвічування галогенною лампою та аналізу спектрометром пластівці змінюють відтінки — від червоного й зеленого до золотисто-жовтого.

Нова платформа дослідників з університету Чалмерса дозволяє вимірювати та вивчати сили, які зазвичай називають невидимим клеєм природи – тим, що зв’язує об’єкти на найдрібнішому рівні. Коли світло уловлюється між двома золотими пластівцями, дослідники можуть вивчати делікатний баланс між двома силами – однією, що притягує крихітні об’єкти один до одного, та іншою, що утримує їх на відстані. З’єднувальна сила, ефект Казіміра, змушує золоті пластівці з’єднуватися між собою. Друга сила, електростатична, виникає в сольовому розчині і запобігає повного злипання пластівців. Коли ці дві сили врівноважують одна одну, це називається процесом самоорганізації, і результатом є порожнина, яка відкриває нові можливості для досліджень. Джерело: Технологічний університет Чалмерса | Міхаела Хошкова

«Те, що ми бачимо, — це як фундаментальні сили природи взаємодіють між собою. Через ці крихітні порожнини ми можемо вимірювати й вивчати сили, які називаємо “природним клеєм”», — пояснила Мікаела Гошкова, перша авторка статті в журналі PNAS. За її словами, притягує пластівці ефект Казиміра, а протидіє йому електростатична сила в сольовому розчині; коли вони врівноважуються, відбувається самозбирання.

Платформа із золота розкриває сили невидимого клею природи. Дослідники з Технологічного університету Чалмерса (Швеція) відкрили швидкий і простий спосіб вивчення прихованих сил, що зв’язують найдрібніші об’єкти у Всесвіті. Використовуючи золото, солону воду і світло, вони створили платформу, на якій ці сили можна побачити за допомогою кольорів. Джерело: Технологічний університет Чалмерса | Міа Халлеред Пальмгрен

Розробка стала продовженням робіт групи професора Тимура Шегая, яка кілька років тому показала можливість створення самозібраних резонаторів із золотих пластівців. Тепер метод розширили до платформи для дослідження фундаментальних сил. Автори вказують на потенційні застосування — від транспортування ліків і створення біосенсорів до систем очищення води та косметики. У статті описано, що золоті пластівці формують порожнини розміром 100–200 нанометрів, а зміна концентрації солі допомагає вимірювати сили. Проєкт реалізували на базі лабораторій університету Чалмерса за підтримки кількох наукових фондів Швеції.