Materialele extrem de calde își arată temperatura făcând răsucirea.
Un nou studiu sugerează că unele materiale se comportă ciudat atunci când sunt mult mai fierbinți decât împrejurimile lor. Conduși de scufundări în nas, electroni învârtiți, ei se răsucesc ca niște tirșoane.
Dar aceste descoperiri sunt teoretice și încă trebuie dovedite experimental, a declarat autorul studiului principal Mohammad Maghrebi, profesor asistent la Universitatea de Stat din Michigan. Cercetările lui Maghrebi și ale echipei sale au început cu o întrebare simplă: Ce s-ar întâmpla dacă ar fi aruncat un material în afara echilibrului cu mediul său?
Obiectele radiază constant fotoni sau particule de lumină. Când sunt în echilibru, în aceleași condiții, cum ar fi temperatura, ca și mediul lor, obiectele evacuează fotoni la aceeași viteză cu care îi absorb pe ceilalți înapoi.
Acesta este „genul de știință cu care suntem mai familiari”, a spus Maghrebi. Dar când temperatura din afara unui obiect este mai mică decât temperatura acelui obiect, lucrul este aruncat din echilibru și atunci „se pot întâmpla lucruri interesante”.
Pentru anumite tipuri de materiale, încălzirea sau răcirea mediului duce obiectele să radiaze nu numai energie sub formă de fotoni, ci și ceea ce se numește moment unghiular - sau tendința unui obiect rotativ de a continua să se rotească, a spus Maghrebi.
Deși fotonii nu se rotește de fapt, au o proprietate numită „rotire”, a spus Maghrebi. Această rotire poate fi descrisă drept +1 sau -1. Obiectele fierbinți care sunt aruncate din echilibru radiază fotoni cu cea mai mare aceeași rotire (aproape toți +1 sau aproape tot -1). Această sincronie a fotonilor trage tot materialul în obiect în aceeași direcție, conducând la acest cuplu sau mișcare de răsucire.
Cu toate acestea, oamenii de știință au știut că doar a fi mai cald decât mediul înconjurător nu va fi suficient pentru a sincroniza învârtirile fotonilor și a provoca o astfel de răsucire.
Așa că și-au concentrat teoria asupra unui tip special de material numit izolator topologic, care are un curent electric sau electroni care curg pe suprafața sa. Acest material este mai fierbinte decât mediul său, dar are și „impurități magnetice”.
Aceste impurități influențează electronii de la suprafață, astfel încât preferă un spin (electronii au și rotire) față de celălalt. Particulele își transferă apoi spinul preferat fotonilor care sunt eliberați, iar materialul se răsucește, a spus el.
În principiu, veți avea un efect similar pentru orice material, atât timp cât îi aplicați un câmp magnetic, a spus Maghrebi. Dar, în majoritatea celorlalte materiale, acel câmp ar trebui să fie „într-adevăr, într-adevăr, într-adevăr uriaș, iar acest lucru nu este cu adevărat posibil”.
Maghrebi a spus că speră că alte echipe vor testa aceste predicții teoretice folosind experimente. În ceea ce privește dacă aceasta este doar o descoperire fizică interesantă sau ceva care ar putea avea un fel de aplicație, nu este clar.
"De fapt nu știu dacă ar putea exista o aplicație interesantă", a spus Maghrebi. Dar „se simte ca genul de lucruri care ar putea avea unele aplicații”.
Rezultatele au fost publicate pe 1 august în revista Physical Review Letters.
Nota editorului: Acest articol a fost actualizat pentru a clarifica că orice lucrare experimentală viitoare va fi realizată de alte echipe, nu de Maghrebi și echipa sa care sunt toți fizicieni teoretici.
