17.3 C
Novi Sad
25/05/2024
spot_img

Materijal koji ruši zakone fizike

Osnovno načelo fizike koja se uči na univerzitetima je da kako pritisak raste, toplotna provodljivost, odnosno sposobnost materijala da provodi toplotu, takođe se povećava, jer atomi koji su stisnuti zajedno intenzivnije međusobno reaguju.

Više od jednog veka istraživanja je potvrdilo ovo pravilo. Međutim, inženjeri su sada pronašli izuzetak: kada su primenili intenzivan pritisak na bor-arsenid, nedavno otkriveni poluprovodnički materijal, njegova toplotna provodljivost se smanjila. Ovo otkriće, opisano u časopisu Nature, dovodi u pitanje uspostavljenu teoriju i potencijalno menja postojeće modele ponašanja supstanci u ekstremnim uslovima.

„Sada kada smo došli do ovog prvog otkrića, mislimo da ovo ne može biti jedini materijal s abnormalnim ponašanjem“, kaže viši autor studije Jongđi Hu, hemičar i mašinski inženjer na Univerzitetu Kalifornije u Los Anđelesu. Ako neke druge supstance pokažu ovo svojstvo, „utvrđeno razumevanje toplotne provodljivosti možda neće biti tačno“.

U prethodnim studijama, Hu i drugi istraživači su identifikovali bor-arsenid kao izuzetno visokim mogućnostima što se tiče toplotne provodljivosti. Naučnici su takođe izračunali da se konvencionalna pravila o toplotnoj provodljivosti možda ne primenjuju na njega u određenim okolnostima.

Da bi testirali ta predviđanja, Hu i njegove kolege su stavili mali komad bor-arsenida debljine manje od 100 mikrona u procep između dva dijamanta. Oni su izvršili pritisak na dijamantski sendvič da bi stvorili silu na bor-arsenid stotinama puta veću od one na dnu okeana. Istraživači su koristili ultrabrzu optiku, spektroskopiju i rendgenske zrake da dokumentuju kako toplotna provodljivost bor-arsenida počinje da opada kako se toplota širi kroz uzorak kada je on podvrgnut intenzivnom pritisku. Oni su primetili da smanjenje dolazi od sličnih tipova toplotnih talasa koji se preklapaju i poništavaju jedan drugog, što je fenomen koji je predvidela kvantna mehanika.

Ako Hu i njegove kolege mogu da demonstriraju da je ovo ponašanje primenjivo i na druge materijale, kaže on, fizičari će možda morati da revidiraju uspostavljene modele za okruženja kao što su svemir ili unutrašnjost planeta, uključujući i Zemljinu. Ovo poslednje bi moglo da promeni predviđanja o klimatskim promenama, jer na temperature na površini utiče ono što se dešava unutar planete.

Nova studija pruža „prve i najbolje eksperimentalne dokaze za koje znam da pokzuju da se toplotna provodljivost može podesiti“, kaže geofizičar Rejmond Džinloz s Univerziteta Kalifornije u Berkliju, koji nije bio uključen u istraživanje. Ovo otkriće, dodaje on, „otvara mogućnost“ naprednih tehnologija koje štede energiju i hlade elektroniku kontrolom toplotne provodljivosti.

Pavle Barta
Novinar s dugogodišnjim stažom u medijima koji se bave automobilskom industrijom, transportom na kopnu, vodi i vazduhu, auto-moto sportom i brojnim drugim pridruženim temama. Karijeru je započeo inicijalno u etabliranom štampanom izdanju ujedno postavši prvi urednik jedne automobilske internet stranice u Srbiji, da bi svoj profesionalni portfolio proširio na ulogu TV prezentera od 2013. godine.

Pogledajte još

POSTAVI ODGOVOR

molimo unesite svoj komentar!
ovde unesite svoje ime

PRATITE NAS

173FanovaLajkuj
1PratilacaZaprati

Poslednje objave