Výskumníkom z Kalifornskej univerzity v Berkeley sa podarilo otestovať zvláštny kvantový efekt, kedy pozorovali prenos tepelnej energie vo vákuu. Výskum je postavený na myšlienke zvanej Casimirov jav, čo je prejav existencie malých fluktácií medzi dvoma objektami vo vákuu. O téme píše Science Alert.

Prenos tepelnej energie vo vákuu

Napriek tomu, že vedci už v minulosti preukázali, ako môže Casimirov jav presúvať nanočastice vo vákuu a tlačiť tak dva objekty bližšie k sebe, nová štúdia ukazuje, ako dokáže pracovať aj s prenosom tepla. „Teplo je zvyčajne vedené v pevnom skupenstve vibráciami atómov alebo molekúl, avšak vo vákuu neexistuje žiadne fyzické médium.

Učebnice nám už mnoho rokov hovorili, že fonóny nemôžu cestovať vákuom.“, uviedol jeden z autorov výskumu, Xiang Zhang. „Zistili sme, že že fonóny sa dajú skutočne preniesť cez vákuum prostredníctvom neviditeľných kvantových fluktuácií.“, dodal.

Tím vedcov pracoval s dvoma membránami, pričom išlo o zlatom potiahnutými nitridmi kremíka, ktoré umiestnili do vákuovej komory vo vzdialenosti niekoľko stoviek nanometrov. Napriek absolútnej ničote medzi oboma membránami, a zanedbateľnej svetelnej energii spôsobilo zohriatie jednej z nich to, že sa zahriala aj druhá.

Aj keď vzdialenosť, ktorú teplo prešlo, je pomerne malá, objekty boli dostatočne vzdialené, aby mohli výskumníci vylúčiť iné príčiny prenosu tepla ako napríklad energia z elektromagnetického žiarenia.

Zobraziť celú galériu (3)
Vedci pozorovali prenos tepelnej energie medzi dvoma membránami vo vákuu / Zdroj: University of Californica / Zhang lab

Môže ovplyvniť budúcnosť elektroniky

Vo väčších mierkach by však tento jav nenastal. To je aj dôvod, prečo „vákuum“ medzi vnútornými stenami termosky udržuje nápoje v teple. Pri tých najmenších by však dôsledky mohli byť práve také, aké sa podarilo vedcom otestovať. Tento výskum by mohol ovplyvniť spôsob, akým sú navrhnuté elektronické súčasti nanomateriálov či dokonca kvantové počítače.

Zobraziť celú galériu (3)
Vedci použili vysokocitlivú optiku na sledovanie teploty membrán / Zdroj: University of California / Violet Carter

Vedci sa tiež domnievajú, že ak dokáže teplo cestovať cez prázdny priestor, mohlo by to  platiť aj pre zvuk. Obe vlnenia sa totiž spoliehajú na molekulárne vibrácie. Prioritou pre výskumníkov je však zatiaľ nájsť pre tento kvantový efekt využitie pri riadení tepelného toku v počítačoch.

Pošli nám TIP na článok



Vesmír a veda