Эксперимент ученых опроверг один из фундаментальных физических законов

Эксперимент ученых опроверг один из фундаментальных физических законов

Ученые провели наномасштабный эксперимент, в котором опровергли один из основополагающих законов современной физики. Результаты исследования могут изменить наше понимание передачи энергии.

Закон излучения Планка был в центре интенсивных испытаний на протяжении почти целого века. Однако в результате нового анализа ученые обнаружили, что он не работает на самых малых масштабах. Пока не ясно, что именно это значит для науки, но обычно, когда законы перестают работать, можно ожидать новых открытий. Это окажет влияние не только на атомную физику, но и на всю науку в целом, включая формирование планет и климатические модели. Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Этот фундаментальный закон квантовой физики недавно испытали исследователи из Мичиганского университета и Колледжа Вильгельма и Марии, которые решили выяснить, сможет ли вековой закон описать тепловое излучение наномасштабных объектов.

Закон не просто не сработал: результаты эксперимента превысили предсказанное число в 100 раз. Следовательно, наномасштабные объекты способны излучать и поглощать тепло намного эффективнее, чем могут объяснить существующие модели.

«В физике всегда так. Важно измерять что-либо экспериментально, но нужно и непосредственно понимать, что происходит», — рассказывает Мумтаз Казилбаш, физик из Колледжа Вильгельма и Марии.

Физики, хорошо знакомые с динамикой электромагнетизма, прекрасно понимают, что странности в так называемом ближнем поле — обычное дело. С одной стороны, соотношение между электрическим и магнитным аспектами электромагнитного поля становятся сложнее в свете этого открытия.

То, как именно это повлияет на взаимодействие нагреваемых объектов, уже исследовали раннее. Тогда ученые установили большие различия в том, как, согласно Планку, тепло распространяется в ближнем поле по отношению с дальним полем. Однако это имеет значение, только если разрыв ограничен расстоянием меньше длины волны испущенного излучения. Что можно сказать о размерах самих объектов?

Перед исследователями стояла непростая задача. Им потребовалось спроектировать объекты размером меньше 10 микронов (приблизительная длина волны в инфракрасном свете). Ученые использовали две мембраны из нитрида кремния толщиной в полмикрона, разделенные расстоянием, достаточным для того, чтобы считаться дальним полем. Нагрев одной и измерение другой позволили протестировать закон Планка с достаточно высокой степенью точности.

«Закон излучения Планка говорит, что если вы примените идеи, сформулированные им, к двум объектам, то получите определенную степень передачи энергии между ними, — объясняет Казилбаш. — Мы экспериментально наблюдали, что эта степень в 100 раз превышает показатели, предсказанные законом Планка, если объекты крайне малы».

Казилбаш сравнивает это с ударами по гитарной струне в разных местах по ее длине:

«Если вы будете дергать ее в тех местах, она будет эффективнее резонировать на определенных длинах волн».

Эта аналогия хорошо подходит для визуализации феномена, но точное понимание физики проведенного эксперимента может иметь серьезные последствия — и не только для нанотехнологий. Такая сверхэффективная степень передачи энергии может сильно изменить наше понимание передачи тепла в атмосфере или в остывании тела размером с планету.

Источник: naked-science.ru

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, страницу «Хвилі» в Facebook.

Последние новости
Освобожденный журналист Асеев рассказал о сложной жизни после плена

Освобожденный журналист Асеев рассказал о сложной жизни после плена

Бывший пленный журналист поделился опытом пребывания в плену и новой свободной жизнью
Врачи назвали главный симптом самого коварного вида рака

Врачи назвали главный симптом самого коварного вида рака

Всего один симптом может свидетельствовать о развитии смертельного заболевания
В Киеве горит многоэтажка, людей массово эвакуируют: видео

В Киеве горит многоэтажка, людей массово эвакуируют: видео

Возгорание произошло на 3-4 этаже
Тимошенко заговорила о процессе ликвидации Украины при Зеленском

Тимошенко заговорила о процессе ликвидации Украины при Зеленском

Тимошенко уверена, что период независимости Украины был потерян
Неоформленных украинцев лишат субсидий

Неоформленных украинцев лишат субсидий

Новым кодексом о Труде предусмотрена ответственность для работников, которые работают неофициально
Xiaomi готовит смартфон со 108-мегапиксельной камерой

Xiaomi готовит смартфон со 108-мегапиксельной камерой

Китайская компания работает над новым смартфоном со 108-мегапиксельной камерой
Меркель и Макрон начали «дружить» с Путиным против Зеленского, — Пионтковский

Меркель и Макрон начали «дружить» с Путиным против Зеленского, -…

На той стрелке, которую назначили Зеленскому на апрель, против него одного будет трое людей с единой позицией
Появились первые кадры прощания с погибшими в авиакатастрофе Боинга МАУ

Появились первые кадры прощания с погибшими в авиакатастрофе Боинга МАУ

Первые кадры из Борисполя
Путин назвал минусы бессрочной власти

Путин назвал минусы бессрочной власти

Ветеран предложил изменить одну из статей основного закона, чтобы полномочия президента в России не "ограничивались конкретным сроком"
Зеленский, Гончарук и Разумков прибыли на прощание с «ангелами» Боинга: прямая трансляция

Зеленский, Гончарук и Разумков прибыли на прощание с «ангелами» Боинга:…

Сегодня проходит прощание с жертвами авиакатастрофы Боинга 737 МАУ
Трамп назвал новую причину ликвидации Сулеймани

Трамп назвал новую причину ликвидации Сулеймани

Оказалось, иранский генерал плохо говорил о США
В Украине изменили правила регистрации авто: детали

В Украине изменили правила регистрации авто: детали

Ставки сборов за первую регистрацию транспортного средства изменились
Пенсионеры жалуются на проблемы с монетизацией субсидий

Пенсионеры жалуются на проблемы с монетизацией субсидий

Распределение финансирования этих льгот, которые насчитало управление, проводит Ощадбанк согласно постановлению, где выставлен приоритет финансирования
Зеленский обменял рейтинг на Гончарука, — Небоженко

Зеленский обменял рейтинг на Гончарука, — Небоженко

Политолог объяснил, чем обернется для президента дальнейшее пребывание на своей должности премьер-министра
Медведчук оконфузился с критикой дискриминации русского языка

Медведчук оконфузился с критикой дискриминации русского языка

Медведчук говорит о "дискриминации русского языка", однако "против" не голосовал
Запорожские копы среди ночи набросились на мужчину с ребенком: видео

Запорожские копы среди ночи набросились на мужчину с ребенком: видео

Причина задержания - передвигался по улице ночью
Бой Макгрегора и Серроне длился 40 секунд: видео

Бой Макгрегора и Серроне длился 40 секунд: видео

Ирландец нокаутировал американца в первом же раунде
Экс-директор авиазавода Попов оскандалился фото в российской форме

Экс-директор авиазавода Попов оскандалился фото в российской форме

Семье Поповых необходимо разъяснить свою позицию обществу насчёт данного факта
Арестован подозреваемый по делу об убийстве Окуевой Андрей Кравченко

Арестован подозреваемый по делу об убийстве Окуевой Андрей Кравченко

Андрей Кравченко является подозреваемым в причастности к убийству Амины Окуевой
Пристайко раскритиковал размер зарплат украинских министров

Пристайко раскритиковал размер зарплат украинских министров

Глава МИД Украины назвал зарплату чиновников в размере 16 тысяч неуважением к государству
Богдан разместил странный пост в соцсети

Богдан разместил странный пост в соцсети

Украинцы ищут способы развеять «скуку» главы Офиса президента Украины
Романенко объяснил, как Украина при Зеленском превращается в Россию

Романенко объяснил, как Украина при Зеленском превращается в Россию

Законопроект о СМИ превратит страну в "Россию с украинским языком"
Президент МАУ Евгений Дыхне призвал встретить гудками «ангелов» Боинга

Президент МАУ Евгений Дыхне призвал встретить гудками «ангелов» Боинга

Каждый может подключиться к акции солидарности
Врачи назвали 5 продуктов от головной боли вместо таблеток

Врачи назвали 5 продуктов от головной боли вместо таблеток

Медикаменты можно заменить на более эффективные и натуральные средства
Друзья Януковича не получат компенсации от Украины из-за люстрации

Друзья Януковича не получат компенсации от Украины из-за люстрации

Решение было обжаловано 16 января 2020 года
В МОН разъяснили изменения в школьном образовании

В МОН разъяснили изменения в школьном образовании

Закон «Об общем среднем образовании» вносит значимые изменения в школьную систему
МВФ напомнил Украине условия для получения нового транша

МВФ напомнил Украине условия для получения нового транша

Программу поддержки для Украины должен утвердить совет директоров МВФ
Ученые обнаружили древнюю колесницу кельтов

Ученые обнаружили древнюю колесницу кельтов

В колеснице были найдены останки людей и запряженная пони
В Ливане жестко разгоняют протестующих, есть пострадавшие: фото и видео

В Ливане жестко разгоняют протестующих, есть пострадавшие: фото и видео

Мирные протесты переросли в массовые беспорядки
Зеленский угодил в «ловушку Януковича» в игре с Путиным, — Пионтковский

Зеленский угодил в «ловушку Януковича» в игре с Путиным, -…

Андрей Пионтковский объяснил цель поездки Владимира Зеленского в Оман
Читай также
Последние новости

Освобожденный журналист Асеев рассказал о сложной жизни после…

Врачи назвали главный симптом самого коварного вида рака

В Киеве горит многоэтажка, людей массово эвакуируют: видео

Тимошенко заговорила о процессе ликвидации Украины при Зеленском

Неоформленных украинцев лишат субсидий

Xiaomi готовит смартфон со 108-мегапиксельной камерой

Меркель и Макрон начали «дружить» с Путиным против…

Появились первые кадры прощания с погибшими в авиакатастрофе…

Путин назвал минусы бессрочной власти

Зеленский, Гончарук и Разумков прибыли на прощание с…

Трамп назвал новую причину ликвидации Сулеймани

В Украине изменили правила регистрации авто: детали

Пенсионеры жалуются на проблемы с монетизацией субсидий

Зеленский обменял рейтинг на Гончарука, — Небоженко

Медведчук оконфузился с критикой дискриминации русского языка