Физики научились управлять теплом при помощи магнитов

Физики научились управлять теплом при помощи магнитов

Американские физики сообщили о новом способе управления потоками тепла с помощью магнитов. Результаты исследований авторы опубликовали в журнале Nature Materials, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Университета штата Огайо.

В своем эксперименте ученые использовали миниатюрный камертон размером несколько миллиметров, изготовленный из полупроводника антимонида иридия, являющегося соединением сурьмы и иридия. Этот образец физики охладили до температуры минус 268 градусов Цельсия.

Затем исследователи поместили образец в магнитное поле индукцией семь тесла и установили, что теплопроводность кристаллической решетки антимонида иридия снизилась на 12 процентов. Ученые объяснили это обнаруженной ими чувствительностью фононов к магнитному полю.

Фононы представляют собой квазичастицы, в терминах которых удобно описывать колебания кристаллической решетки в твердом теле. Фононы, как и истинные частицы, взаимодействуют между собой, а интенсивность такого взаимодействия связана с межатомными связями.

Включение магнитного поля, как полагают ученые, привело к столкновению фононов друг с другом и замедлению потока тепла через образец. В квантовой механике орбитальное движение электронов в магнитном поле квантуется, приводит к локальному диамагнетизму в веществе и индуцирует силы, действующие на смещенные атомы. Именно действием этих сил и обусловлено влияние поля на фононы.

Охлаждая образец до низкой температуры, ученым удалось добиться, чтобы тепло в кристалле стало переноситься именно фононами, а не электронами. Как отмечают ученые, именно поэтому они использовали полупроводник — для металла перенос тепла фононами пренебрежимо мал по сравнению с его переносом электронами.

Физики сообщают, что до практических применений наблюдаемого явления далеко. Магниты, способные создавать индукцию в семь тесла (а это сравнимо с ее значением в солнечных пятнах), слишком дороги и используются в основном в науке и медицине (в магнитно-резонансном обследовании).

В дальнейшем ученые собираются усовершенствовать свою установку и научиться управлять не только потоками тепла, но и звуковыми волнами.

Lenta.ru

Похожие новости:
Физики научились перемещать объекты по воде при помощи волн
Ученые из Австралии, Израиля и России научились с помощью волны перемещать объекты на поверхности воды. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Австралийского национального университета в Канберре. Специалисты с помощью волновых ..
2014-08-12 2180 0 Научные открытия
0
Ученые научились определять образы сновидения
По данным журнала Science Express, ученые из Японии смогли правильно определить зрительные образы с помощью томографии и компьютерного анализа, возникающие у человека в сновидениях.Опыты проводятся в лаборатории в Киото. Ученые сканируют активные участки мозга  в первые мгновения сна, при помощи ..
2013-04-10 1633 0 Научные открытия
-1
Телепатия: ученые научились читать мысли
Нейрофизиологи из США заявляют, что им впервые удалось достичь ощутимых успехов в чтении человеческих мыслей и передачи их на расстоянии. Ученые научились декодировать мозговые волны в текст. Таким образом, слова, которые люди произносят про себя, стало возможным увидеть на экране компьютера, ..
2012-02-1 3225 0 Научные открытия
0
В МГУ создали оптический генератор нового поколения
Группа ученых физического факультета МГУ совместно с коллегами из Швейцарии разработала устройство, которое позволяет получать сверхкороткие оптические импульсы, а также СВЧ-излучение с рекордно низким уровнем помех. Подробности приведены в статье ученых для журнала Nature Photonics (доступен препринт), ..
2013-12-29 1911 0 Научные открытия
0
Ученые научились восстанавливать нервные клетки
Британские ученые из Шеффилдского университета впервые смогли восстановить слух (частично восстановить нервную ткань, через которую в мозг поступают звуковые сигналы) при помощи стволовых клеток. Как сообщается в статье из журнала Nature, ученые проводили эксперименты на подопытных мышах, ..
2012-09-18 2119 0 Научные открытия
0
Американские физики научились получать небывалую температуру
Американские физики попали в Книгу рекордов Гиннесса. Во время эксперимента им удалось получить вещество, разогретое до 4 триллионов градусов Цельсия — это в 250 тысяч раз больше, чем температура в центре Солнца! Учёные сталкивали в коллайдере разогнанные почти до скорости света ядра атомов золота. ..
2012-06-26 3818 0 Научные открытия
1
Ученые научились определять массу черных дыр
Одна из основных задач астрофизики – изучение свойств галактик и  их эволюция. Однако галактика – огромная структура, и приходится учитывать свойства отдельных ее частей, особенно уникальных, таких, как черные дыры. Астрофизики разработали новый способ взвешивать черные ..
2013-01-31 1673 0 Научные открытия
0
Биологи разглядели работу нейронов в мозге малька
Биологи научились видеть работу нейронов в мозге свободно движущихся животных и проследили затем, о чем думает малёк данио-рерио во время охоты на инфузорию. Работа опубликована в журнале Current Biology группы Cell, а ее краткое содержание пересказывает ScienceNow. Метод основан на использовании ..
2013-02-2 1853 0 Научные открытия
0
Открыто озеро, которому 20 млн лет
На глубине 2,5 км под поверхностью Антарктиды находится озеро, которому по самым скромным подсчетам около 20 млн. лет. Но вся сенсация важного открытия состоит в том, что в течение этих 20 млн. лет озеро не имело внешнего контакта с окружающей средой. 20 лет на станции Восток в Антарктиде российские ..
2012-02-2 2440 0 Научные открытия
0
Физики научились управлять переохлажденными молекулярными газами
Физики из США и Сингапура впервые научились управлять квантовым состоянием молекулярного газа. Ученым не просто удалось охладить порядка двух тысяч молекул 23Na40K до сверхнизких температур, но контролируемо перевести эти частицы из основного квантового состояния в заданное. Работа опубликована в журнале Physical Review ..
2016-06-12 1295 0 Научные открытия
0
Зарегистрирован эффект Доплера у вращающихся тел
Физики из Великобритании продемонстрировали эффект Доплера при отражении света от вращающегося объекта. Причем ось вращения может быть параллельна направлению падающих лучей света. Ключевую роль в явлении играет орбитальный угловой момент, или закрученность света. Подробности приведены в журнале ..
2013-08-2 2288 0 Научные открытия
-1
Ученые получили кристаллы из фрагментов молекул ДНК
Ученые США научились получать кристаллы на основе трехмерных структур из фрагментов молекул ДНК, сообщают авторы разработки. Такие кристаллы могут применяться, в частности, для синтеза новых наноматериалов для микроэлектроники и медицинских препаратов. Ведущий автор исследования, профессор Нед Симан (Ned ..
2012-09-23 1624 0 Научные открытия
0
Биологи научились отключать гены старения
Ученые обнаружили группу генов, удаление которых может привести к резкому увеличению продолжительности жизни. Результаты исследования, занявшего больше 10 лет, являются крупным прогрессом в генетике. Об итогах своей работы авторы рассказали в журнале Cell Metabolism, а кратко ..
2015-10-13 3767 0 Научные открытия
5
Создана первая масштабируемая реализация квантового алгоритма
Физики из Массачусетского технологического института в США и Инсбрукского университета в Австрии создали квантовый компьютер, который впервые допускает масштабирование при реализации квантового алгоритма Питера Шора. Исследование ученых опубликовано в журнале Science.Ученые спроектировали и построили квантовый компьютер из пяти атомов ..
2016-03-04 1547 0 Научные открытия
3
Российские ученые готовят энергетический прорыв
Российские ученые научились получать электричество из того, на что мы обычно не обращаем внимания: в мини-электростанции превращают обувь, ковры и выключатели. Уже сейчас в проектах находится создание самоосвещающихся дорог, а в перспективе с помощью новых разработок планируется создать практически вечный двигатель.Источник: vesti.ru ..
2012-10-30 2691 0 Научные открытия
0