惊喜发现表明违禁粒子可以相互吸引

与人际关系不同，粒子物理学在“喜欢排斥，异性相吸”这句格言方面是严格的。就像任何两块磁铁的同一磁极都抵抗接触一样，负电荷和正电荷对自己的公司有一种普遍的厌恶。

然而，牛津大学（University of Oxford）的化学家们在试管中发现了一个故事，证明爱总能找到出路。甚至在相同电荷的粒子之间。

“我仍然觉得看到这些粒子吸引是很迷人的，即使已经看到了一千次，”说该研究的主要作者，Sida Wang。

将多个电子悬浮在完全真空中，它们将盯着电磁匕首，用库仑定律.同样，空虚空间中的质子也将由于它们共享的正电荷而被迫分开。

另一方面，将其与以不同电荷为主的粒子混合，然后观看烟花接踵而至。事实上，从字面上看– 如果没有库仑定律推动原子三角恋的肥皂剧，化学就不会一样。

为了简单起见，化学家认为这个定律对于漂浮在溶液中的带电粒子和真空中的相同粒子一样适用。Wang和他的团队考虑了这样一种可能性，即当涉及溶剂时，规则可能并不那么简单。

在一系列基于不同种类溶液中的二氧化硅颗粒的实验中，研究人员测量了溶剂的酸度和分子结构等因素，以确定颗粒相互作用的强度。使用光学显微镜，他们还计算了颗粒密度的分布。

根据他们的观察，很明显，水基溶液中带负电荷的二氧化硅颗粒不会像在理想的空旷空间中那样分开。远非如此——他们实际上走到了一起。

在对溶液的pH值的检查中可以找到一个可能的解释，当从相对酸性的4修改为相当碱性的10时，pH值会影响吸引力的强度。

奇怪的是，调整为带正电荷的二氧化硅颗粒根本没有这种行为，至少在水溶液中没有。然而，使用酒精作为溶剂的进一步实验为带正电的粒子靠得更近提供了绝佳的机会。

这些新发现的吸引力在远距离内被观察到，并在较短的距离内被预期的排斥力所抵消。

尽管粒子和溶剂之间的相互作用很复杂，但很明显，它们的重要性足以压倒始终存在的库仑力，这些库仑力通常会迫使以相同电荷为主的粒子分开。

在研究人员所称的”电溶剂力“，溶液的结构及其自身的带电成分与悬浮颗粒的表面相互作用，产生净吸引力，将二氧化硅吸引成团簇，尽管它们具有排斥力。

这些发现可能对任何科学领域产生重大影响，其中溶液中带电粒子的运动很重要，可能为从药物开发到理解疾病以及设计新型纳米技术的任何进展提供信息。

“即使在生理条件下，溶液中带类似电荷的分子实际上也可能经历一种违反直觉的强烈和长程吸引力，”Wang及其同事结束.

突然间，人类的浪漫似乎并不那么复杂了。

这项研究发表在自然纳米技术.

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