Закон излучения планка нарушается на нанометровых расстояниях

Сближение объектов до нанометровых расстояний между ними может интенсифицировать теплообмен между этими объектами. Таковы результаты экспериментов американских физиков, каковые показывают границы применимости законов излучения полностью тёмного тела.

Закон, обрисовывающий излучение полностью тёмного тела, выведен германским физиком Максом Планком более 100 лет назад и прекрасно подтверждается на практике. Закон обрисовывает спектральную зависимость энергии равновесного излучения, испускаемой единицей поверхности полностью тёмного тела за единицу времени, от температуры и частоты. Практически во всех случаях данный закон адекватно обрисовывает действительность, но кроме того сам Планк предполагал, что при размещении обменивающихся энергией объектов на минимальных расстояниях друг от друга он может нарушаться.

Исследователи из Массачусетского Колумбийского университета и технологического института (США) показали, что на расстояниях между объектами в пара десятков нанометров формула Планка может терять собственную силу. Ученые продемонстрировали, что теплообмен возможно до 1000 раз более интенсивным, чем это предвещает закон Планка.

Данные исследований будут размещены в издании Nano Letters (Surface Phonon Polaritons Mediated Energy Transfer between Nanoscale Gaps).

кривые зависимостей и Экспериментальная установка, полученные в опытах (иллюстрация авторов).

Подтвердить это на опыте выяснилось далеко не так легко; американские исследователи — первые, кому удалось создать действенную экспериментальную методику и измерить соответствующий коэффициент передачи тепла, что превысил предвещаемый теорией предел в тысячу раз.

Чтобы оценить энергию теплового излучения объекта, находящегося в близи от другого тела, нужно, очевидно, удерживать их от контакта; именно это и воображает громаднейшую сложность. Авторы разглядываемой работы решили задействовать в собственных опытах плоскую поверхность и миниатюрную кварцевую сферу: в таковой схеме контакт вероятен только в одной точке, что упрощает задачу.

Наряду с этим переместить пластины на расстояние менее одного микрона так, дабы те не касались, ученым не удалось, тогда как минимальная расстояние между поверхностью и сферой составила 10 нм. Для регистрации трансформаций температуры авторы применяли биметаллический кантилевер атомно-силового микроскопа.

Полученные результаты ученые растолковывают влиянием поверхностных фононных поляритонов — электромагнитных волн, распространяющихся на протяжении границы раздела сред.

Согласно точки зрения проф. Ченя, данные исследований смогут иметь весьма широкое вляние на многие технические устройства, к примеру, магнитные запоминающие устройства — твёрдые диски компьютеров. В современных моделях считывающие головки смогут размешаться на расстоянии 5–6 нм от поверхности диска.

На протяжении работы головка неизбежно нагревается, и при наличии соответствующей теоретической базы эксперты смогут создать способы использования и эффективного отвода этого тепла.

Евгений Биргер

• Следующая статья:Русские школьники при помощи РОСНАНО завоевали высшие призы на интернациональной олимпиаде по химии

Случайные записи:

• Заместитель министра строительства и жкх рф андрей чибис и глава чувашии михаил игнатьев посетили «гален»
• В университете юты объявлено о создании нано института штата

Формула излучения Планка

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Нейтроны голосуют за ньютоновский закон гравитации

  Сверхточный нейтронный опыт подтвердил справедливость закона гравитации Ньютона на микроуровне и ограничил вероятные характеристики частиц энергии и…

• Графен против электромагнитного излучения

  Результаты работы исследователей из Университета Почвы Элсуорта разрешает сохранять надежду на разработку новых прочных и эластичных материалов, каковые…

• Супер плоский материал подтверждает закон мура

  Исследователи смогут существенно укрепить позиции закона Мура посредством нового материала, что разрешает электронам стремительнее перемещаться из точки…

• Короткая жизнь «планка»

  В Университете космических изучений обсудили итоги работы космической обсерватории «Планк». Четыре с половиной года, совершённые в точке Лагранжа, прошли…