Частицы звука и тепла продемонстрировали магнитные свойства

Ученые из Университета штата Огайо обнаружили, как управлять теплом с помощью магнитных полей, доказывая этим, что у тепла и звука есть магнитные свойства. В ходе исследования было показано, что фононы, элементарные частицы, которые передают и тепло, и звук, обладают магнитными свойствами. Возможно, в будущем можно будет использовать сильное магнитное поле, чтобы регулировать и контролировать звуковые волны.

Тепло и звук — это по сути одна форма энергии, связанная с вибрациями атомов, поэтому регулируя одно, вы можете получить контроль над другим. Работа ученых была опубликована на прошлой неделе в Nature Materials. В ней ученые описали, как с помощью магнитного поля, по размерам сопоставимого со сканером МРТ, можно уменьшить количество тепла, проходящего по полупроводнику, на 12%. Этот полупроводник должен быть охлажденным до -268 градусов по Цельсию, чтобы движение атомов в проводящем материале замедлилось. При температуре, близкой к абсолютному нулю, движение фононов становится обнаружимым.

Под руководством ученого Хвангчу Чина, кусочек полупроводника из антимонида индия был изготовлен в форме камертона. Один зубец был 4 мм шириной, другой — 1 мм. Нагреватели крепились к концам обоих зубцов.

Низкие температуры эксперимента подразумевали важность размера полупроводникового образца, равно как и атомов, из которых он состоял. Больший образец мог передавать тепло быстрее, чем малый образец, поэтому больший зубец камертона мог передавать больше тепла, чем меньший.

Чин измерил изменение температуры на обоих зубцах камертона и отделил одно от другого поочередно, включая и отключая магнитное поле в 7 тесла, сродни тому, что используется в больницах. Когда магнитное поле отключалось, большой зубец камертона передавал больше тепла, как и ожидалось. С магнитным полем поток тепла замедлялся на 12%.

Ученые обнаружили, что магнитное поле приводило к тому, что некоторые фононы, проходящие через материал, начинали вибрировать и сталкиваться друг с другом. В большем зубце происходило больше столкновений, благодаря увеличенной площади, поэтому терялось больше фононов и передавалось меньше тепла.

Было обнаружено, что фононы должны обладать магнитными свойствами, а тепло и звук, следовательно, можно контролировать магнетически в субстанциях вроде стекла и пластика, если найти достаточно сильный магнит. В металлах этот эффект невозможен: электроны передают столько тепла, что вклад фононов будет практически невозможно обнаружить.



Похожие новости
10 теоретических частиц, которые могут объяснить все 02 июля 2014 г.

10 теоретических частиц, которые могут объяснить все

На протяжении веков человечество вгрызалось в гранит науки, пытаясь выяснить точный состав Вселенной. Древние греки первыми предположили существование атомов, которые, по их мнению, были мельчайшими частицами — «строительными блоками» всего сущего. На...

дальше...

Создана первая в мире «шапка-невидимка» с защитой от объемного звука 13 марта 2014 г.

Создана первая в мире «шапка-невидимка» с защитой от объемного звука

Ученые создали первую в мире «шапку-невидимку», которая защищает человека или физический объект от звука, приходящего со всех сторон. В работе были использованы метаматериалы, изготовленные методом трехмерной печати. Как сообщает новостной ресурс Gizmag...

дальше...

Прототип электронной кожи позволит людям воспринимать магнитные поля на ощупь 04 февр. 2015 г.

Прототип электронной кожи позволит людям воспринимать магнитные поля на ощупь

Немецкие и японские ученые представили гибкий нанодатчик для человеческой кожи, позволяющий людям обрести «шестое чувство» и воспринимать на ощупь магнитные волны. Об устройстве сообщает журнал Nature Communications.Магниторецепция (способность напрямую...

дальше...

Американцы придумали новый метод обнаружения солнечных частиц 10 июля 2014 г.

Американцы придумали новый метод обнаружения солнечных частиц

Ученым из НАСА удалось использовать искусственный спутник Меркурия для обнаружения потока медленных нейтронов от Солнца. Результаты своего исследования авторы опубликовали в статье в журнале Geophysical Research; кратко с ее содержанием можно ознакомиться...

дальше...

Дрон «Почты России» после взлета сбили из магнитной пушки 02 апр. 2018 г.

Дрон «Почты России» после взлета сбили из магнитной пушки

Дрон «Почты России», созданный «Магнетаром», в Улан-Удэ после взлета сбили из магнитной пушки. Стоимость аппарата составляет 1,2 миллиона рублей и после жесткой посадки он не подлежит восстановлению.Сегодня, 2 апреля, в Улан-Удэ сотрудники «Почты России»...

дальше...

Турчинов не исключил точечных АТО после введения на Донбассе ООС 14 апр. 2018 г.

Турчинов не исключил точечных АТО после введения на Донбассе ООС

Изменение антитеррористической операции на Донбассе на операцию Объединенных сил не исключает проведения точечных антитеррористических операций. Об этом заявил секретарь СНБО Украины Александр Турчинов в интервью телеканалу "UA: Перший".После того, как...

дальше...

В Украине арестованы более 300 террористов - пресс-центр АТО 03 авг. 2014 г.

В Украине арестованы более 300 террористов - пресс-центр АТО

На основании полученной оперативной группой Службы безопасности Украины при ОШУ АТО информации в Украине задержаны более 300 человек, среди которых 11 граждан Российской Федерации и других стран, которые использовались террористами в качестве наемников...

дальше...

Мариуполь захлестнула волна мародерства - Донецкая ОГА 12 мая 2014 г.

Мариуполь захлестнула волна мародерства - Донецкая ОГА

В Мариуполе фиксируются многочисленные факты мародерства. Об этом сообщили в пресс-службе Донецкой областной государственной администрации, передает УНИАН."Город Мариуполь захлестнула волна мародерства. Грабятся магазины, кафе. Милиция на звонки жителей...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 25 сент. 2021 г.