当你接触到热的表面时，你会感觉到运动。如果你把你的手压在一杯茶上，杏耀温暖就会通过你的手指传递。那是数十亿原子撞击在一起的感觉。微小的振动把热能从水里传到杯子里，然后当一个分子撞击另一个分子，使它倾斜进入第三个分子，如此循环下去。

 

热也可以以辐射波的形式穿过空间， 杏耀注册 ，但没有辐射，它需要物质通过——分子间相互碰撞。真空吸尘器里面没有“东西”，所以它们往往会捕捉热量。例如，在地球轨道上，最大的工程挑战之一就是如何给火箭飞船降温。

 

但现在，研究人员发现，在微观尺度上，这并不是真的。在12月11日发表在《自然》杂志上的一篇新论文中，物理学家们指出，微小的热振动可以跨越数百纳米的真空。他们的实验利用了量子真空的一个神秘特性:它其实一点也不空。

 

“我们证明了两个物体能够在比如说几百纳米的空间里‘交谈’，”该研究的联合首席作者Li Hao-Kun说。李是斯坦福大学的一名物理学家，他在加州大学伯克利分校读博士时就参与了这项研究。

 

以人类的角度来说，几百纳米是一个无限小的空间——只有千分之几毫米，或者比典型的病毒稍大一点。但是，至少从简单的传热模型来看，这个差距还是太大了。

 

2011年，研究人员开始推测，量子真空本身可能能够携带热量的分子振动。发表在《应用物理快报》(Applied Physics Letters)杂志上的一篇论文指出，在量子物理学中，真空被理解为一个充满能量的地方。物质和能量的随机波动突然出现，然后消失，其规模通常比人们想象的要小得多。

 

这些波动是混乱和不可预测的。但它们可以充当垫脚石，携带一波热量——以一种称为声子的量子激发形式——穿过一个缺口。如果你是一个准备跨越几英寸宽的声子，那么以正确的顺序发生正确的波动的几率就会很低，这样的努力就毫无意义。

 

但研究人员表示，缩小范围，几率就会提高。这种奇怪的量子跳房子游戏大约只有5纳米，它将成为在真空中传递热量的主要方式——甚至超过了之前被认为是能量穿越真空的唯一方式的电磁辐射。

 

尽管如此，这些研究人员预测，这种效应只有在大约10纳米的范围内才会显著。但是要看到10纳米尺度的东西是很困难的。

 

“当我们设计这个实验时，我们意识到这并不容易做到，”李告诉Live Science。

 

即使这种影响发生了，空间尺度是如此之小，以至于没有好的方法来最终测量它。为了首次直接观察到真空中热量的传递，加州大学伯克利分校的物理学家们想出了将实验规模扩大的办法。

 

李说:“我们设计了一个使用非常柔软的机械薄膜的实验，”这意味着它们非常有弹性。

 

他解释说，如果你拨动一根坚硬的钢吉他弦，产生的震动会比你拨动一根更有弹性的尼龙吉他弦产生的震动要小得多。同样的事情也发生在实验的纳米尺度上:这些超弹性薄膜使研究人员能够看到微小的热振动，否则是不可能看到的。通过仔细地将光反射到这些薄膜上，研究人员能够观察到热声子穿过仍然很小的缝隙。