「電磁學」恐被顛覆？！物理學家發現「同電荷」粒子相互吸引

在牛津大學的一間實驗室內，一群科學家正在重新書寫物理學的基礎定律。他們最近的發現可能會改變我們對於粒子行為的理解——有時候，帶相同電荷的粒子竟然也能彼此吸引！

長久以來，我們一直認為帶相反電荷的粒子會互相吸引，同電荷的則互相排斥。這是電磁學中一個看似不可動搖的原則。然而，牛津的研究團隊在特定的溶液環境中觀察到，即使是帶同樣電荷的粒子，在某些條件下也能夠互相吸引，形成結構嚴謹的六角形簇。

這種行為不僅在基礎物理學中是全新的，它還有著實際應用上的重要意義。從自組裝、結晶到相分離，這一發現將對涉及溶液中粒子相互作用的多個過程產生深遠影響。

更驚奇的是，實驗還發現正電荷和負電荷的粒子在不同溶劑中表現出不同的行為。在水中，負電荷粒子會互相吸引，而正電荷粒子則維持排斥；但當溶劑換成酒精時，情況則完全顛倒。

於特定pH溶液顯現「同性相吸」

利用明場顯微鏡技術，研究人員追踪了在水中懸浮的帶負電荷的二氧化矽微粒子，發現它們會彼此吸引，形成六角形排列的簇（聚集成堆或成團）。而在水中，帶正電荷的粒子就不會形成這樣的簇。這項效應還取決於pH值，研究團隊甚至可以通過改變pH值來控制負電荷粒子簇的形成。

這一發現挑戰了我們對電磁力的傳統認識，並且為如何探測溶劑界面電位的性質提供了新的實驗證據，這是先前認為無法測量的。

這些驚人的結果不僅顛覆了長期以來的信仰，還為我們思考從藥品穩定性到疾病中分子聚集相關病理失調等不同過程提供了新的視角。牛津的團隊讓我們明白，有時候，甚至相同的電荷也能找到相互吸引的理由。

這項研究成果發表在《自然奈米技術》期刊上，為物理化學領域開啟了一扇探索的新窗。

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首圖來源：牛津大學 cc By4.0

圖片來源：Depositphotos cc By4.0

參考論文：

1.A charge-dependent long-ranged force drives tailored assembly of matter in solutionNature Nanotechnology