Artykuł popularny - https://kopalniawiedzy.pl/prawo-Kirchhoffa-promieniowanie-absorpcja-emisja,37960

Artykuł źródłowy - https://arxiv.org/pdf/2501.12947


Tym razem będzie o cieple. Ciepełko lubimy (do pewnego stopnia). Ale z ciepełkiem jest problem taki, że prawo promieniowania cieplnego Kirchhoffa (bo gość bawił się nie tylko układami elektrycznymi) - https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Kirchhoffa_(promieniowanie) - wyklucza swobodne sterowanie jego przepływem.


Może się wydawać, że to mały problem, jednak nasza cywilizacja zależy od maszyn cieplnych dużo bardziej, niż się większości ludzi wydaje. Od turbin parowych w elektrowniach po silnik Passata Twojego starego. Ale to nie wszystko, a właściwie to dopiero początek. Ciepło jest koszmarnym ograniczeniem w elektronice i elektryce (@myoniwy może Wam coś o tym opowiedzieć). Główną przeszkodą w tworzeniu układów scalonych z jeszcze większą ilością tranzystorów w jeszcze większej ilości warstw nie jest tylko rozdzielczość litografii (która jest już i tak blisko limitu kwantowego - muszę o tym kiedyś przy okazji napisać), ale przede wszystkim odprowadzanie ciepła.


I ta praca, którą tu przywołuję jest przełomowa (choć pewnie zniknie w szumie informacyjnym), dużo bardziej niż następny nowy pomysł na baterię. Może niekoniecznie ta praca, może inne metamateriały będą jeszcze lepsze, ale drastyczne złamanie symetrii prawa Kirchoffa jest rzeczywiście doniosłym osiągnięciem, bo pozwoli na arbitralne i skuteczne sterowanie przepływem ciepła. Przełoży się to na elektronikę wysokiej skali integracji, na wydajniejsze ogniwa fotowoltaiczne i wiele innych dziedzin.


#fizyka #ciekawostki #nauka #technologia


Jeśli macie pytania, to zadawajcie je.

Komentarze (4)

w0jmar

@ataxbras

Dzięki - poczytam do poduszki!

inskpektor

Tak przygotowaną próbkę podgrzano do temperatury 267 stopni Celsjusza i poddano oddziaływaniu pola magnetycznego o natężeniu 5T. W takich warunkach stosunek zdolności absorpcji do emisji wyniósł 0,43, podczas gdy zgodnie z prawem Kirchhoffa powinien wynieść 1


To co się z tą energią stało?

ataxbras

@inskpektor Prawo zachowania energii dalej obowiązuje, więc sama energia nie znika magicznie. I właśnie tutaj jest ten główny punkt programu, bo w przypadku absorbcji i emisji zgodnej z prawem Kirchoffa nie mamy wpływu na kierunek emisji. A tutaj mamy i to w znacznym stopniu (1 vs 0.41). Energia może zostać przekazana kierunkowo głębiej w materiał (tak jak w tym przypadku) lub wyemitowana w innej długości fali i w innym kierunku. W tym metamateriale uzyskano nieliniowość emisji i to jest podstawowe osiągnięcie.

Zaloguj się aby komentować