Исследователи из Массачусетского технологического университета (MIT) обнаружили, что тепло при 152 °С в определенных материалах распространяется по подобию звука. Если ученые смогут повторить этот опыт при комнатной температуре, эксперимент поможет быстро охлаждать небольшие устройства и чипы.
Эффект наблюдался при относительно низкой по стандартам физики температуре — около 152 °С. Исследователи надеются, что они смогут повторить эксперимент при комнатной температуре. Это расширит возможности практического применения открытия. Например, микроэлектроника становится все меньше, что превращает ее охлаждение в сложнейшую задачу. Однако это открытие может решить проблему.
Эксперимент опирался на явление «второго звука» — когда тепло транспортируется по воздуху молекулами, как волны звука, постоянно сталкиваясь друг с другом и рассеиваясь во всех направлениях.
Звуковые или акустические волны могут передавать тепловую энергию через квазичастицы, известные как фононы. Звуковые волны обычно имеют длинные волны, способные перемещаться на большие расстояния, но несущие тепло фононы в твердом теле имеют очень короткие длины волн.
Исследователи отмечают, что в этом случае они наблюдали необычный эффект, когда источник тепла фактически охлаждается быстрее, чем окружающая область, потому что фононы сохраняют импульс и массово уносят тепло.
Эксперимент был вдохновлен предыдущей теоретической работой ученых Ган Чена и Сэма Хубермана, изучавших перенос фононов в двумерном графене. Они разработали теоретическую модель, показывающую, что в определенном температурном диапазоне взаимодействие между фононами в графене сохранит импульс, тем самым создав звуковой эффект.