Vedci porušili 160-ročný zákon fyziky. Našli spôsob, ako chytať „stratenú” energiu
Americkí vedci z Pennsylvania State University dokázali niečo, čo sa považovalo za nemožné už viac ako jedno a pol storočia. Experimentálne narušili základný fyzikálny zákon, ktorý platil od roku 1860. Reč je o Kirchhoffovom zákone tepelného žiarenia, ktorý hovorí, že každý materiál pohlcuje a vyžaruje energiu pri tej istej vlnovej dĺžke a uhle rovnakou intenzitou.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom oknePrincíp reciprocity bol kľúčový pre pochopenie prenosu tepla a vyžarovania energie, a to nielen vo vedeckých výpočtoch, ale aj v každodenných technológiách ako sú solárne panely či senzory.
Vedci prelomili základný fyzikálny zákon
Výskumníci publikovali výsledky, ktoré predstavujú najväčšie zaznamenané odchýlenie od tohto princípu. Dosiahli kontrast nerekipročnosti vo výške 0,43, čo znamená výrazný rozdiel medzi schopnosťou materiálu absorbovať a vyžarovať tepelnú energiu. V bežných systémoch by sa táto hodnota mala rovnať nule.
Za efektom stojí tenký päťvrstvový film vyrobený z rôznych polovodičových materiálov. Celková hrúbka štruktúry je približne dva mikrometre. Vďaka precíznemu vrstveniu a výberu materiálov sa podarilo vytvoriť štruktúru, ktorá má v infračervenom spektre viacero rezonančných špičiek. Súčasne absorbuje aj vyžaruje teplo vo viacerých vlnových dĺžkach. Práve v tomto širokom pásme sa efekt nerekipročnosti ukazuje ako mimoriadne výrazný.

Jednou z výhod novej technológie je, že film možno preniesť na rôzne podkladové materiály, čo výrazne zvyšuje flexibilitu a možnosti využitia v praxi. Ako uviedol spoluautor výskumu a doktorand Alireza Kalantari Dehaghi, vďaka tomu sa dá materiál integrovať do rôznych zariadení a tým zlepšiť efektivitu pri premene energie alebo prenose tepla.
Nová éra energetickej účinnosti
Vedci zároveň upozorňujú na obrovský potenciál, ktorý s objavom prichádza. Doterajšie solárne články musia podľa Kirchhoffovho zákona späť do vesmíru vyžarovať časť absorbovanej energie, čo predstavuje čistú stratu. Ako poznamenal spoluautor Zhenong Zhang, ak sa podarí využiť materiály s nerekipročným správaním, dá sa smer vyžarovania energie zmeniť. Môže vzniknúť druhý solárny článok, ktorý zachytí túto stratenú energiu a tým zvýši celkovú účinnosť premeny slnečného žiarenia na elektrickú energiu.
Na pozorovanie a presné meranie javu vedci skonštruovali špeciálny merací prístroj – magnetický spektrofotometer na meranie tepelného vyžarovania pod rôznymi uhlami. Prístroj im umožnil skúmať, ako sa materiál správa pod silným magnetickým poľom, ktoré bolo kľúčové na vytvorenie požadovaného nerekipročného efektu.
Práca z Penn State tak predstavuje nielen vedecký prelom, ale aj začiatok úplne nového prístupu k využívaniu tepelnej energie. Využitím efektu nerekipročnosti by sa mohli zásadne zefektívniť solárne články, senzory aj technológie na prenos tepla.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vedci ukázali novú batériu, ktorá sa vie prispôsobiť starnutiu EV. Životnosť predĺžila o viac než 20 %

Nový akčný film práve dorazil online. Natáčal sa aj na Slovensku

Náhodné poškodenie notebooku ťa nemusí stáť stovky eur. Opravu vieš dostať aj zadarmo

Európania opäť kupujú tepelné čerpadlá. Krajiny našli jednoduchý trik, Slováci však majú smolu

Kvantové počítače zlomili kľúčový rekord. Nové spojenie zvládne vyše 1 000 previazaní za sekundu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Kúsky od nej majú Plačková, Gáborík aj Vinczeová: Za najdrahšie modely mladej dizajnérky zaplatíš 800 eur (ROZHOVOR)

Slovenské dôchodky zmrazili až do roku 2028. Slováci dostanú tieto sumy (PREHĽAD)

Vedci porovnali vegetariánov a mäsožravcov: Jedna skupina získala o 70 % viac svalov

Účty za kúrenie môžu klesnúť až o 25 %. Odborníčka prezradila jednoduchý trik, ktorý mnohí Slováci prehliadajú

Psychické problémy zasiahli 80 % Slovákov. Psychológ varuje pred častou chybou
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Počasie odhalilo achillovú pätu moderných domov. Ľudia riešia ťažkú dilemu
- Program na večer je jasný. Netflix práve pridal najväčší film októbra, prvé recenzie sú poriadne kruté
- Nemci posunuli tepelné čerpadlá na novú úroveň. Pri 160 °C môžu nahradiť fosílne palivá
- Nový akčný film práve dorazil online. Natáčal sa aj na Slovensku
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Program na večer je jasný. Netflix práve pridal najväčší film októbra, prvé recenzie sú poriadne kruté
- Nemci posunuli tepelné čerpadlá na novú úroveň. Pri 160 °C môžu nahradiť fosílne palivá
- Útočné drony sa už neskryjú. Nová zbraň s 4D radarom ich sleduje na vyše 800 metrov aj v pohybe
-
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Je to tu. Najväčší film roka 2026 práve dorazil online aj s dabingom
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Kúsky od nej majú Plačková, Gáborík aj Vinczeová: Za najdrahšie modely mladej dizajnérky zaplatíš 800 eur (ROZHOVOR)

Slovenské dôchodky zmrazili až do roku 2028. Slováci dostanú tieto sumy (PREHĽAD)

Vedci porovnali vegetariánov a mäsožravcov: Jedna skupina získala o 70 % viac svalov

Účty za kúrenie môžu klesnúť až o 25 %. Odborníčka prezradila jednoduchý trik, ktorý mnohí Slováci prehliadajú

