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在地毯上拖着走会发生静电放电，这似乎是书中最古老的把戏，但科学家并不太理解它发生的原因。波兰University of Gdansk的数学家和理论物理学家Robert Alicki说：“就像大多数物理学家一样，我曾经相信专家理解这些现象。但事实并非如此。这仍然是一个悬而未决的问题。”
多亏了Universidad de Costa Rica的Alicki和他的同事Alejandro Jenkins，关于摩擦电的谜团(众所周知的"摩擦起电"效应)可能正在被解开。根据Alicki和Jenkins的说法，理解摩擦电的一个主要障碍是物理学家倾向于从静电势的角度看待这一现象，即使“从电势效应来看，你不可能永远在电路中维持电流，”Jenkins说。“这就像永恒运动的问题一样。” Alicki和Jenkins通过引入另一个概念来解释，它是通过在一个正经历摩擦起电系统中增加泵浦注入新量子模型的概念。Jenkins 解释道：“泵浦注入可以补充电势，但无法用电势模型来描述。它能做一些没有电势也可以做到的事情，也就是说在封闭的路径上推动一些东西。”
利用这种抽运模型，两人成功地再现了摩擦电的几个实验观测特征，例如它对材料表面和几何结构的依赖程度以及摩擦速度。特别的是，这个模型准确预测大多数电负和电正材料在揉擦时将具有最大的对称电荷密度，这是电势模型无法解释的。新模型还预测了两个物体表面的滑动速度的最大摩擦电位，Alicki和Jenkins说这可以通过一个实验装置进行测试，这个装置需要很好地控制来保持恒定的滑动速度。
从激光玻色子到费米子
Alicki已经从事量子热动力学几十年，但是Jenkins是新加入的，他是从高能物理开始的。Jenkins刚在Gdansk’s Institute for Theory of Quantum Technologies（CTQT)获得职位，随着他们的学术研究的融合，他们对电机和发动机中远离平衡的系统有着共同的兴趣，这些系统的能量不可逆转地从一种形式转换到另一种形式。Jenkins说，虽然这些系统是工程师研究的家常便饭，而Alicki和其合作者早在20世纪70年代末就开始研究这些系统，但总的来说，相比于平衡、围绕平衡扰动或弛豫到平衡状态的系统，它们从物理学家中得到的注意力相对较少。
起初，这种对非平衡系统的共同兴趣使Alicki和 Jenkins对“超辐射”或与旋转物体相关的辐射增强效应做了数学描述。1971年，Yakov Zel’dovich首次描述了这种效应，他提出了超辐射应该应用于旋转引力质量。这个建议使Jacob Bekenstein 和 Stephen Hawking对黑洞热动力学做了的后续研究。
通过用量子场来描述旋转系统和将移动物体视为一个热源，Alicki和Jenkins展示了如何通过受激辐射来提取模型，这类似于激光的工作原理。尽管他们类比激光的解释为这些系统提供了一个新的视角，其内在的物理过程，尽管是外来的，已经被大家所熟知。直到后来，他们才意识到自己提出的量子场和两个热源的理论可以导致一些“质量上的新”，即描述了在微妙的摩擦起电效应中驱动费米电子从一种材料转移到另一种材料有效电流运动。
无生命物体的灵魂
他们两个人共同建立了自己的模型。在移动材料的表面(发生分布反转)和两个摩擦材料的内部(作为热源)，他们定义了哈密顿量，其具有产生和湮灭算符的电子状态。然后他们根据这些电子状态的变化速率定义了系统的泵浦注入过程。虽然泡利不相容原理禁止费米子，例如电子表现出超辐射，但是Alicki和Jenkins能够表明由于两个材料表面的主体作为两个热源，运动引起的费米子粒子数分布反转仍然可以产生和维持宏观电流。
虽然自上古时代以来，即公元前6世纪，科学家就已经知道磁场和摩擦起电的效应，前苏格拉底的哲学家Thales of Miletus称其为“某种灵魂的证据”， Jenkins指出“有趣的是，它们都不能用经典物理来描述。”100多年前，Niels Bohr和Hendrika Johanna van Leeuwen 就建立了量子力学来解释永磁体的现象。Jenkins说，他和Alicki最新的研究表明，摩擦起电也是如此。虽然泵浦注入和工作周期存在于经典热力学中，但两人坚持认为只有量子力学才能弄清楚在摩擦电效应中电子在表面之间移动时费米子的行为。实际上，Alicki说，“量子力学是无生命物体的灵魂。”
Alicki和Jenkins现在正在考虑如何进一步了解库伦摩擦以及探讨它与摩擦起电的关系。他们还有兴趣了解化学电池、太阳能电池和热电发生器等有源器件中能量转移的机制，以及从天体物理学和宇宙学到基础物理学等各种应用中的有源过程。这项工作更多的细节可查阅《Physical Review Letters》。
