Новая теория предлагает использовать для охлаждения поток магнонов

В соответствии с новой теорией, сформулированной исследователями MIT, магниты однажды могут стать охлаждающим агентом домашнего холодильника, не содержащего движущихся частей.

Теория описывает движение магнонов, квазичастиц, которые являются коллективными вихрями намагниченности или спинов. Наряду с магнитным моментом магноны также проводят тепло. Под действием градиента магнитного поля они могут перемещаться из одного конца магнита в другой, создавая охлаждающий эффект.

«Можно представить систему беспроводного охлаждения, например, вашего лэптопа, действующую путем приложения магнитного поля к магниту на расстоянии одного или двух метров», — комментирует Болин Ляо (Bolin Liao), аспирант кафедры машиностроения MIT и один из авторов статьи в Physical Review Letters.

Во многом магноны подобны электронам, которые могут одновременно переносить тепло и электрический заряд. В последние годы ученые научились применять этот эффект в термоэлектрических генераторах для прямого преобразования тепла в электроэнергию или для охлаждения.

Теория магнонного переноса использует это сходство и базируется на широкоизвестном уравнении электронного транспорта, так называемом транспортном уравнении Больцмана. На его основе авторы получили два новых уравнения, описывающих механизм магнонного теплопереноса в магнитном градиенте.

Согласно расчетам с применением новой теоретической модели и параметров существующих магнитных материалов, эффект магнонного теплопереноса более выражен при криогенных температурах. С ними исследователи связывают и первые потенциальные приложения, в частности, охлаждение детекторов инфракрасного излучения. Однако перед этим, эффект все-таки предстоит воспроизвести экспериментально и подобрать наиболее эффективно действующий магнитный материал.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365