Ett team ledd av forskarna María José Caturla och Carlos Untiedt, från universitetet i Alicante Institutionen för tillämpad fysik, har studerat betydelsen av relativistiska effekter på långväga interaktioner mellan objekt. De har publicerat sina resultat i två artiklar från American Physical Societys flaggskeppstidskrift Fysiska granskningsbrev .

Forskarna upptäckte att Albert Einsteins relativitetslagar bestämmer vid vilket avstånd krafter mellan två objekt börjar verka. "Det är förvånande att se hur Einsteins speciella relativitetsteori påverkar vardagliga processer, som den där två föremål berörs. Vi bevisade att på grund av denna effekt, tyngre element, till exempel guld, utöva krafter på andra på längre avstånd än man skulle förvänta sig om det inte vore för speciell relativitetsteori, " förklarar fysikern Carlos Untiedt.

Dessa krafter är mycket viktiga för att förstå en mängd olika processer, inklusive kemiska reaktioner eller friktion. Untiedt säger, "Dessa effekter kommer att vara väsentliga för att kvantitativt förstå hur molekylära bindningar bildas mellan atomer."

Einsteins speciella relativitetsteori är användbar för att planera rymdresor och spelar en nyckelroll i vardagsteknologin. Till exempel, det gör det möjligt för GPS-system att exakt beräkna positioner. Untiedt säger, "Einsteins relativitetsteori är relevant i kosmiska eller globala fenomen, men det är också grundläggande när det gäller att förstå vissa egenskaper hos materia på mikroskopisk nivå. När grundämnen i det periodiska systemet blir tyngre, elektroner rör sig snabbare runt kärnan, och nå hastigheter med vilka relativistiska effekter inte kan avfärdas."

Så är fallet med guld, som har en elektronisk struktur som liknar silver och koppar, men en betydligt större atommassa. "Relativistiska effekter är därför större i guld och bestämmer många av dess egenskaper, som, när dess elektroniska egenskaper ändras, relativitetsteori påverkar atombindning, bland annat, " förklarar UA-forskaren.

"I vår studie, vi har bevisat hur relativitetsteorien påverkar hur två guldelektroder kommer i kontakt med varandra. För detta ändamål, vi har mätt avståndet vid vilket en enda atom i en metallisk elektrod attraheras av en andra elektrod som närmar sig den, " tillägger Untiedt.

Dessa experiment gjorde det möjligt för forskare att fastställa att, när det gäller guld, elektroder samverkar på mycket längre avstånd än när silver eller koppar är inblandade. "Med hjälp av teoretiska simuleringar, det bevisades att attraktionen mellan guldatomer på långa avstånd till största delen förklaras av relativitet." Sammanfattningsvis, Untiedt säger, "Vi bevisade påverkan av relativistiska effekter på metallers mekaniska egenskaper på mikroskopisk nivå."