Библиотека по физике Библиотека по физике
Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


08.04.2015

Тепло преодолевает нанометровые промежутки благодаря фононам

Проводимость и тепловое излучение — вот два пути, которыми высокая температура перемещается от одного объекта к другому.

Тепло преодолевает нанометровые промежутки благодаря фононам
Тепло преодолевает нанометровые промежутки благодаря фононам

Проводимость — процесс, с которым тепло перемещается между объектами с физическим контактом, например, между чайником и плитой. Тепловое излучение описывает перемещение тепла на большие дистанции, например, тепло от солнца.

Эти два фундаментальных процесса теплопередачи объясняют, как энергия преодолевает микроскопические и макроскопические расстояния. Однако исследователи затруднялись установить, как тепло перетекает через промежутки.

И вот теперь исследователи из Массачусетского технологического института, университета Оклахомы и университета Рутгерса разработали модель, которая объясняет, как тепло течет между объектами, удаленными друг от друга на расстояние не более нанометра. Команда развила унифицированную структуру, которая подсчитывает передачу тепла в конечных промежутках, и показала, что тепло течет на субнанометровые дистанции не посредством излучения или проводимости, а посредством фононного туннелирования.

Фононы — это единицы энергии, произведенной вибрирующими атомами в кристаллической решетке. Например, один кристалл столовой соли содержит атомы натрия и хлорида, упорядоченные в решетке. Эти атомы вибрируют, формируя механические волны, которые способны передавать тепло по решетке.

Обычно эти волны, или фононы, способны передавать тепло только в пределах материалов, а не между ними. Однако новое исследование показало, что на самом деле фононы могут преодолевать нанометровые промежутки, туннелируя от одного материала к другому и усиливая передачу тепла.

Исследователи полагают, что фононное туннелирование объясняет физическую механику передачи энергии в данном масштабе, что нельзя всецело приписывать либо проводимости, либо излучению.

Результаты исследования опубликованы в издании Nature Communications.


Источники:

  1. novostey.com




Пользовательского поиска




Физики превратили непроводящий полимер в полупроводник силой звука

Десять невозможных вещей, ставших возможными благодаря современной физике

Физики нашли возможную брешь в Стандартной модели

Ученые объяснили звуки метеоров

Теория эмерджентности: что такое реальность?

Ученые математически доказали недостижимость абсолютного нуля температуры

Четыре крупнейших ошибки в научной жизни Эйнштейна






© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'PhysicLib.ru: Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru