В наномасштабе теплообмен ускоряется в 10 тыс. раз

Десятилетиями физики знали, что распространение тепла между объектами при сближении их на расстояния менее 10 нм больше не описывается классической формулой Планка, но понять и использовать это явление мешало отсутствие необходимого оборудования для измерения теплопередачи в наномасштабах.

Недавно, в уникальной лаборатории Мичиганского университета, инженерам впервые удалось изменить излучение тепла в вакууме с одной поверхности на другую на дистанциях до 2 нанометров. Ими было установлено, что изменение температуры — нагрев менее холодного из двух объектов — происходит на таких расстояниях в 10 тыс. раз быстрее, чем в макромасштабах. При этом скорость переноса тепловой энергии, разумеется, остаётся прежней (она равна скорости света), а изменяется эффективность процесса.

Статья об открытии доцента Прамода Редди (Pramod Reddy) и профессора Эдгара Мейхофера (Edgar Meyhofer) размещена в онлайновом выпуске журнала Nature. Его следствием может стать создание нового поколения информационных носителей HAMR (heat-assisted magnetic recording) или эффективных термоэлектрических преобразователей для автомашин и аэрокосмической техники.

Фундаментальное значение результатов измерений в защищённой от вибраций камере университетского лабораторного комплекса G. G. Brown Laboratories, заключается в том, что они подтверждают теорию «флюктуационной электродинамики» более, чем полувековой давности, выдвинутую советским радиофизиком Сергеем Рытовым.

Причина быстрого теплопередачи кроется в наложении поверхностных и быстрозатухающих (evanescent) волн от разных объектов, которые обе переносят тепло.

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