211service.com
Likuma pārkāpšana nanomērogā
Ikreiz, kad redzat, ka metāla gabals kvēlo karsti vai kļūst dzeltens vai balts, kad tas kļūst karstāks, jūs novērojat Planka likumu darbību. Gadsimtu vecais princips, kas apraksta, kā enerģija tiek izstarota no idealizēta neatstarojoša melna objekta, attiecas uz visu, sākot no čuguna pannas līdz zvaigznes virsmai. Bet izrādās, ka tajā ir nepilnība.
Tuvplāns Profesors Gang Chen ar vakuuma kameru, ko izmantoja viņa pētījumos.
Planka likums saka, ka starojuma termiskā emisija dažādos viļņu garumos seko precīzam modelim, kas mainās atkarībā no objekta temperatūras. Kad vācu fiziķis Makss Planks 1900. gadā ierosināja likumu, viņam bija aizdomas, ka tas netiks piemērots, ja divi objekti atrodas ļoti tuvu viens otram. Taču pagāja līdz šim gadam, lai pierādītu savu nojausmu, jo noturēt objektus, kas aizveras, neļaujot tiem pieskarties, ir liels izaicinājums. Tagad MIT pētnieki ir parādījuši, ka siltuma pārnese starp objektiem, kas atrodas dažu nanometru attālumā viens no otra, var būt par trim kārtām lielāka nekā likums paredz.
Šis stāsts bija daļa no mūsu 2009. gada novembra numura
- Skatiet pārējo izdevuma daļu
- Abonēt
Enerģētikas profesors Gang Čens un viņa komanda, maģistrants Šens Šens un Kolumbijas Universitātes profesors Arvinds Narajanasvamijs, PhD '07, aprakstīja, kā viņi to izdarīja pagājušajā vasarā žurnālā Nano Letters. Ja mēs izmantojam divas paralēlas virsmas, ir ļoti grūti sasniegt nanometru skalu, ja dažas daļas nepieskaras viena otrai, skaidro Čens. Tā vietā viņi izmantoja mazu, apaļu stikla lodītes blakus līdzenai virsmai. Objekti bija vistuvāk pieskārienam tikai vienā punktā, padarot atdalīšanu daudz vieglāk uzturējamu. Pētnieki varēja pārbaudīt atdalījumus, kas ir pat 10 nanometri.
Rezultāti varētu radīt jaunus fotoelementu veidus, lai izmantotu siltuma avota emitētos fotonus, ļaujot iegūt enerģiju no siltuma, kas pretējā gadījumā tiktu izniekota. Tie varētu būt noderīgi arī magnētiskās datu ierakstīšanas sistēmās, piemēram, datoru cietajos diskos, kur atstarpe starp ierakstīšanas galviņu un diska virsmu parasti ir robežās no pieciem līdz sešiem nanometriem. Galvai ir tendence uzkarst, un pētnieki ir meklējuši veidus, kā pārvaldīt siltumu vai pat to izmantot. Piemēram, daži ierakstīšanas materiāli ir jāuzsilda, parasti ar lāzera staru, pirms to virsmas var magnetizēt ar galvu. Ja pētnieki saprot, kā siltuma pārnese darbojas šajos attālumos, viņi varētu izstrādāt veidu, kā galva varētu nodrošināt savu apkuri.
Joprojām ir vajadzīgs turpmāks darbs, lai izpētītu, kas notiek pat mazākos attālumos, saka Chen, jo pētnieki precīzi nezina, cik daudz siltuma var izkliedēt cieši izvietotās sistēmās.