Īpaši karsti materiāli parāda savu temperatūru, veicot pagriezienu.
Jauns pētījums liecina, ka daži materiāli izturas dīvaini, kad ir daudz karstāki par apkārtni. Deguna niršanas, vērpjošu elektronu vadīti, tie sagriežas kā korķviļķi.
Bet šie atklājumi ir teorētiski un vēl ir jāpierāda eksperimentāli, sacīja galvenā pētījuma autore Mohammads Maghrebi, Mičiganas štata universitātes docents. Maghrebi un viņa komandas pētījumi sākās ar vienkāršu jautājumu: kas notiktu, ja jūs nīdētu materiālu, kas atrodas ārpus līdzsvara ar tā vidi?
Objekti pastāvīgi izstaro fotonus vai gaismas daļiņas. Atrodoties līdzsvarā, tādos pašos apstākļos, kā temperatūra, kā apkārtējā vide, objekti izstaro fotonus ar tādu pašu ātrumu, kādā tie absorbē citus atpakaļ.
Šī ir "tāda veida zinātne, kuru mēs visvairāk pazīstam", sacīja Maghrebi. Bet, kad temperatūra ārpus objekta ir zemāka par objekta temperatūru, lieta tiek izmesta no līdzsvara, un tad "var notikt interesantas lietas".
Atsevišķiem materiālu veidiem, sildot vai atdzesējot vidi, objekti izstaro ne tikai enerģiju fotonu formā, bet arī to, ko sauc par leņķisko impulsu, vai arī rotējoša objekta tendenci turpināt rotēt, sacīja Maghrebi.
Lai arī fotoni faktiski negriežas, viņiem tomēr ir īpašums ar nosaukumu “spin”, sacīja Maghrebi. Šo griezienu var raksturot kā +1 vai -1. Karstie priekšmeti, kas tiek izmesti no līdzsvara, izstaro fotonus ar lielākoties vienādu griešanos (gandrīz visiem +1 vai gandrīz visiem -1). Šī fotonu sinhronija visu materiālu objektā velk vienā virzienā, izraisot šo griezes momentu vai pagriežot kustību.
Tomēr zinātnieki zināja, ka tikai ar karstāku apkārtni nepietiks, lai sinhronizētu fotonu griezienus un izraisītu šādu sagriešanos.
Tāpēc viņi koncentrēja savu teoriju uz īpaša veida materiāliem, ko sauc par topoloģisko izolatoru, kuriem ir elektriskā strāva vai elektroni, kas plūst uz tā virsmas. Šis materiāls ir karstāks nekā tā vide, taču tam ir arī “magnētiski piemaisījumi”.
Šie piemaisījumi ietekmē elektronus uz virsmas tā, ka dod priekšroku vienam spinim (elektroniem ir arī spin) pār otru. Pēc tam daļiņas vēlamo griešanos nodod fotoniem, kas tiek atbrīvoti, un materiāls savērpjas, viņš teica.
Principā jums būtu līdzīgs efekts jebkuram materiālam, ja vien tam uzklājat magnētisko lauku, sacīja Maghrebi. Bet lielākajā daļā citu materiālu šim laukam vajadzētu būt “tiešām, tiešām, tiešām milzīgam, un tas nav īsti iespējams”.
Maghrebi sacīja, ka viņš cer, ka citas komandas pārbaudīs šīs teorētiskās prognozes, izmantojot eksperimentus. Nav skaidrs, vai tas ir tikai foršs fizikas atradums vai kaut kas tāds, kam varētu būt kaut kāds pielietojums.
"Es faktiski nezinu, vai varētu būt kāda forša lietojumprogramma," sacīja Maghrebi. Bet tas "jūtas kā tāda lieta, kurai varētu būt daži pielietojumi".
Rezultāti tika publicēti 1. augustā žurnālā Physical Review Letters.
Redaktora piezīme: Šis raksts tika atjaunināts, lai precizētu, ka turpmākos eksperimentālos darbus veiks citas komandas, nevis Maghrebi un viņa komanda, kas visi ir teorētiski fiziķi.
