最近，科學家們再一次利用科學震驚了我們，完成了一次反常識的突破。通過給一些物體升溫，反而將它們「凍結」在了一起。當然，想要產生這種匪夷所思的現象，自然也需要非同尋常的手段。在最近的《物理評論快報》上，這些科學家向我們展示了這種神奇的物理現象。
這些科研人員來自英國的劍橋大學，他們「凍結」的實驗對象，是由水、聚苯乙烯和塗有DNA的小油滴所組成的膠體混合物。他們給這個混合物加熱的手段也不並不普通，而是利用光照來升溫，他們希望通過這個方法了解這些物質在被光線照射升溫後發生的動態變化，結果就發現了這個神奇的現象。
在被光線照射後，這些物質被照射部分的微觀粒子並沒有四處逃竄，而是聚集在了一起。從熱力學的角度來說，它們就是被降溫了。
這裡我們要介紹一下：溫度的本質是什麼？
實際上，溫度是微觀粒子運動強弱的宏觀表現，這些粒子的運動比較劇烈，就會在宏觀上表現為物質的較高溫度；如果運動比較緩慢，表現在宏觀上就是物質溫度低。
由於光子本身攜帶能量，照射在物質上會把能量傳遞給微觀粒子，轉化為它們的動能，所以從常理上講，光照會導致這些粒子運動加快，宏觀上就是物質被升溫。而實際上，這組科研人員發現這部分粒子聚集在了一起，從熱力學的角度上說，它們就是被降溫了。那麼問題來了：為什麼會這樣呢？
這就要說到物理學上一個有趣的效應：馬蘭戈尼效應。
所謂的馬蘭戈尼效應，指的是兩種表面張力不同的液體在接觸時，交界處會出現表面張力的梯度，導致質量傳輸的現象。
簡單解釋一下：表面張力可以通俗理解為液體粒子彼此拉住對方的力，如果你向一個杯子倒滿水，會發現水面比杯子略微高出一點點，這就是表面張力拉住了這部分水使其不會流下來。而馬蘭戈尼效應，也可以大致理解為一種液體表面張力更大，所以在交界處會把表面張力較小的液體拉動的現象。而馬蘭戈尼效應的表現，也同時受到溫度的影響。
比如劍橋大學科學家們的這次實驗，混合物中的油和水有著不同的表面張力，同時在溫度變化的情況下，也有著略微不同的表現。按照馬蘭戈尼效應分析，如果我們將上述混合物利用光線對部分區域進行加熱的話，會在油和水的交界處看到非常有趣的現象：二者的分子會激烈地振動，然後在碰撞和摩擦中流向較冷的區域，這也是宏觀上液體的表現方式。
但是，實際情況卻不是那麼回事。
軟物質物理學家Alessio Caciagli和他的同事們將直徑為20-30微米的油滴塗抹在帶有大量單鏈DNA的聚合物中，然後將混合後的液體與直徑約半微米的聚苯乙烯球結合在一起，形成了懸浮液。由於DNA的獨特性質，使得聚苯乙烯被連接到了油滴外表面。由於聚苯乙烯是不溶於水的，所以它很好地包裹住了裡面的聚合物，使得這個懸浮液以一種鬆散的膠體結構懸浮在水中。
為了研究光線對這個懸浮液的影響，研究人員向它發射了一束雷射，意想不到的是，有趣的事就這樣發生了。
我們知道，雷射的能量是比較強的。在雷射的照射下，聚苯乙烯的溫度上升了5℃。按照正常的馬蘭戈尼效應，由於聚苯乙烯和水之間形成了熱梯度，這會導致聚苯乙烯包裹的膠體球散開，分散到水中。
但實際情況是，聚苯乙烯非但沒有散開，反而在油滴表面靠攏得更緊密了。就像我們上面說的，從熱力學的角度來看，這些聚苯乙烯反而被「降溫」了。他們認為，之所以會出現這樣反常的現象，是因為聚苯乙烯內外兩種液體的溫度差導致了流動的現象，將懸浮顆粒聚合在了一起。
（圖片說明：電子顯微鏡下雷射束對粒子的影響）
在宏觀上看，原本可以升溫的雷射束，反而導致懸浮液體形成了一種特殊的膠體顆粒結晶物。如果想要讓它融化，只需要把光源關閉即可。
雖然這個現象是始料未及的，但通過已有的物理學理論還是可以比較好地做出解釋，而且該團隊利用模型也還原了這個過程。
事實證明，我們對於光的了解還非常有限，未來它很有可能會成為我們操控粒子的一種工具。尤其是隨著科技越來越精細化，必須要在越來越小的尺度上進行操作，那麼雷射的利用就顯得更加重要了。目前來說，科學家們已經開始利用光作為鑷子或者錘子來進行微觀尺度的操作了。在未來，它將會在更多領域發揮重要的作用。
可以肯定，納米技術在未來將會越來越普及。誰知道呢，也許有了光這個有力的工具，我們未來會完成更小尺度的精細操作，人類科技的突破，指日可待。
