Ypač karštos medžiagos rodo savo temperatūrą sukdamos.
Naujas tyrimas rodo, kad kai kurios medžiagos keistai elgiasi, kai yra daug karštesnės už aplinką. Varomi nardant nosį, besisukantys elektronai, jie susisuka kaip kamščiatraukiai.
Tačiau šie atradimai yra teoriniai ir dar turi būti įrodyti eksperimentiniu būdu, sakė pagrindinis tyrimo autorius Mohammad Maghrebi, Mičigano valstijos universiteto docentas. Maghrebi ir jo komandos tyrimai pradėti nuo paprasto klausimo: kas nutiktų, jei medžiagą nustumtumėte į pusiausvyrą su aplinka?
Objektai nuolat spinduliuoja fotonus arba šviesos daleles. Esant pusiausvyrai, tokiomis pačiomis sąlygomis, kaip temperatūra, kaip ir jų aplinka, objektai išmeta fotonus tokiu pat greičiu, kokiu jie sugeria kitus atgal.
Tai yra „tas mokslas, kurį mes labiausiai pažįstame“, - sakė Maghrebi. Bet kai temperatūra objekto išorėje yra žemesnė nei to objekto temperatūra, daiktas išmestas iš pusiausvyros ir tada „gali nutikti įdomių dalykų“.
Kai kurių rūšių medžiagoms šildant ar vėsinant aplinką, objektai skleidžia ne tik energiją fotonų pavidalu, bet ir tai, kas vadinama kampiniu impulsu, arba besisukančio objekto tendenciją nuolat suktis, sakė Maghrebi.
Nors fotonai iš tikrųjų nesisuka, jie turi savybę, vadinamą „sukiniu“, - teigė Maghrebi. Šį sukimąsi galima apibūdinti kaip +1 arba -1. Karšti daiktai, išmesti iš pusiausvyros, spinduliuoja fotonus, kurių sukimasis beveik tas pats (beveik visi +1 arba beveik visi -1). Ši fotonų sinchronija traukia visą medžiagą objekte ta pačia kryptimi ir sukelia šį sukimo momentą arba sukimo judesį.
Tačiau mokslininkai žinojo, kad norint būti karštesniam už aplinkinius nepakaks fotonų sukinių ir sukelti tokį sukimąsi.
Taigi jie sutelkė savo teoriją į ypatingo tipo medžiagą, vadinamą topologiniu izoliatoriumi, turinčiu elektros srovę arba elektronus, tekančius ant jo paviršiaus. Ši medžiaga yra karštesnė už savo aplinką, tačiau ji taip pat turi „magnetinių priemaišų“.
Šios priemaišos veikia paviršiuje esančius elektronus taip, kad jiems labiau patinka vienas sukinys (elektronai taip pat turi sukinį) nei kiti. Tada dalelės perduoda savo norimą sukimąsi į išsiskiriančius fotonus, o medžiaga susisuka.
Iš esmės, jūs turėtumėte panašų poveikį bet kuriai medžiagai, jei jūs jai pritaikysite magnetinį lauką, sakė Maghrebi. Bet daugumoje kitų medžiagų tas laukas turėtų būti „tikrai, tikrai, tikrai didžiulis, ir tai tikrai neįmanoma“.
Maghrebi sakė tikintis, kad kitos komandos išbandys šias teorines prognozes naudodamos eksperimentus. Neaišku, ar tai tik šaunus fizikos atradimas ar kažkas, kas galėtų būti kažkokiu būdu pritaikytas.
„Aš iš tikrųjų nežinau, ar gali būti kokių puikių programų“, - sakė Maghrebi. Tačiau tai „atrodo kaip dalykas, kuris gali turėti tam tikrų programų“.
Išvados buvo paskelbtos rugpjūčio 1 d. Žurnale „Physical Review Letters“.
Redaktoriaus pastaba: Šis straipsnis buvo atnaujintas siekiant paaiškinti, kad bet kokius būsimus eksperimentinius darbus atliks kitos komandos, o ne Maghrebi ir jo komanda, kurie visi yra teoriniai fizikai.
