Вчені знайшли "неможливий" спосіб контролювати тепло: порушує 160-річне правило фізики
Дослідники розробили матеріал, здатний самостійно регулювати поглинання та випромінювання тепла. Він зберігає цю здатність навіть після відключення живлення.
Фізики створили матеріал, який може "програмувати" спосіб виділення тепла. Це відкриває можливості для створення більш ефективних енергетичних систем та пристроїв, які зберігають інформацію, використовуючи тепло замість електрики. Дослідження опубліковано в журналі Laser & Photonics Reviews, пише Live Science.
Розроблена вченими конструкція обходить 160-річне правило фізики, яке пов’язує поглинання та випромінювання тепла матеріалами. За звичайних умов матеріал, який добре поглинає тепло в одному напрямку, так само добре випромінює тепло в цьому напрямку. Це правило взаємності, описане фізиком Густавом Кірхгофом у XIX столітті, обмежувало можливості інженерів щодо незалежного контролю вхідного та вихідного тепла.
Фізики розробили теоретичний пристрій, здатний спрямовувати теплове випромінювання в різних напрямках і запам’ятовувати це налаштування навіть після вимкнення живлення.
Новий пристрій поєднує в собі два матеріали, які зазвичай не поєднуються. За допомогою магнітного поля вчені порушили природну симетрію в шарі арсеніду індію. У результаті теплове випромінювання, що поширюється в одному напрямку, поводиться інакше, ніж випромінювання, що поширюється в іншому напрямку.
Поверх цього матеріалу розташований шар із германію, сурми та телуру. Це речовина з фазовим переходом, здатна перемикатися між двома різними фізичними структурами та залишатися в тій структурі, в якій вона встановлена, доки її навмисно не перемкнуть знову. Після встановлення цього шару в потрібне положення він фіксує різницю в напрямку випромінювання тепла та утримує його там без необхідності постійного живлення, що дозволяє "програмувати" напрямок тепла.
Фізики порівняли свою конструкцію з комп’ютерною пам’яттю, оскільки вона зберігає запрограмований стан після відключення живлення. Однак пристрій зберігає матеріальний стан, а не саме тепло.
Поки що цей пристрій існує лише на папері, і його ще не створено. Проте вчені вважають, що його можна створити за допомогою сучасних технологій.
Інші новини науки
- Фізики вважають, що темна матерія перетворюється на частинки, які є носіями гравітації.
- "Кінець світу" очікують наступного тижня: в один день відбудуться 3 космічні події.