IT之家12月19日消息 据环球科学报道,在中学物理课上,我们学习了热量的3种传递方式:通过直接接触传递热量的热传导、通过液体或气体介质传热的热对流,以及由光子(电磁辐射的载体)传热的热辐射。其中,除了热辐射,前两种热传递方式都无法在真空中进行。

教科书将改写:第4种热传递方式被发现

不过,一项近期发表于《自然》杂志的实验首次证明,量子效应可以让声子在真空中传递热量,在不借助光子的情况下,让热量从真空中的一点传到另一点。终于,一种全新的热传递方式被找到了。

在这篇最新论文中,为了在几百纳米的尺度下实现声子的传热,加州大学伯克利分校的张翔带领团队开展了实验。他们使用了两片氮化硅薄膜,每片只有约100纳米厚。膜中振动的原子使每张膜都以一定频率前后振荡,因此当温度变化时,膜的运动方式也会发生变化。

最终,研究团队发现,当将两张膜的距离低于600纳米时,它们的温度就发生了变化,并且该变化无法用其他理论解释。当相距不足400纳米时,热交换的速率足够让膜的温度发生明显变化。实验成功后,研究者计算出实验中声子传递能量的最高效率:约6.5×10-21焦耳/秒。按这个速率计算,如果想要传递一个可见光光子的全部能量,则需要50秒。

据悉,这一研究结果或许能帮助工程师处理纳米级技术中的发热问题。