磁场能改变热量传递方向

  • 时间:
  • 浏览:3

  据《自然》杂志网站近日报道,意大利比萨的NEST纳米科学研究所的科学家在最新研究中发现,磁场能控制个体间热流传递的方向,使热量假如从较冷个体传递到较热个体。

  物理学家布莱恩·约瑟夫森曾在1962年预测,电子都须要在三个小多被一层薄绝缘体分开的超导体之间“打开通道”,这类过程在传统物理学中是不允许的。约瑟夫森以后制作了超导量子干涉器件(SQUIDs),SQUIDs包括三个小多Y形的超导体,连接形成回路,还有三个小多绝缘薄片夹在上边。

  该研究所的弗朗西斯科·贾佐托和玛丽亚·何塞·马丁内斯·佩雷斯测量了SQUIDs器件的热特征,即上边的电子何如进行热传递。有些人对SQUIDs器件的一端进行了加热,并测量了与之相连的电极温度。结果发现,当有些人改变穿过回路的磁场时,流过SQUIDs器件的热量也会跟着变化。

  该发现在一定程度上颠覆了热传递,使热量假如从较冷个体传递到较热个体。这显然违反热力学第二定律——热量永远从较热个体传递到较冷个体。但贾佐托认为,上述过程确实完整版合理,假如不才能累积热流处在相位变化。假如仅考虑单电子热传递,净流仍然是从热端到冷端。

  这类热流的变换都须要最好的办法该超导体的“相位”来解释,波函数波峰和波谷的位置描述了SQUIDs器件回路中的超导电子对。最大热流处在在当回路一半的波峰与另一半的波峰相遇时,反之,当波峰与波谷相遇,热流处在最小值。磁场使什么相位相互转换,从而改变热流。

  荷兰代尔夫特理工大学的克莱普维克认为,贾佐托有些人的研究“可爱”但“不惊人”,并怀疑确实际应用价值。我说:“唯一假如的领域是固态制冷,取代低温冷却液。”

  但贾佐托认为,研究有助实现微型高效热机的开发。他也希望该研究成为“相干热量”的基础,用热交换代替电信号传递信息。以后,贾佐托和被委托人假如建造了用电而全是磁来控制热交换的设备。

  (中国科技新闻网)