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Nature

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以以前未知的方式传递热量

来源:Nature2019-12-16

Nature 2019-12-16

声波和电磁波可以通过它们各自的能量载体(声子和光子)在物体之间传递热量。在室温或接近室温时,由声子促进的物质之间的热传递比由光子促进的速度高得多。但是,通常认为声子在由真空间隙隔开的物体之间传输热量无效,因为这些能量载体是原子晶格中的振动,因此将需要物质介质来传播。方,等。报告了实验证据,表明由于量子涨落的作用,声子可以穿越真空间隙传播,并因此在真空分离的物体之间引起热传递。

方和他的同事的工作提供了确凿的证据,证明卡西米尔力可以引起热传递。但是,这种方法在两个物体之间传递热量的用途受到限制,因为随着物体之间的距离增加,卡西米尔力的强度会迅速降低。仅当两个物体之间的间隙约为几纳米时,卡西米尔力才足够强大,足以使这种传热模式在竞争模式中占据主导地位。

作者发现了一种放大卡西米尔传热模式的方法,从而即使在膜之间的间隙在数百纳米范围内,它仍然占据主导地位。膜经过精心设计,其尺寸和保持温度允许其以最大可能的位移(换句话说,以自然频率)振动。因此,为利用这种传热模式进行散热而设计的应用程序(例如在硬盘驱动器中,其中写入头和存储磁盘之间的距离为几纳米)将需要如此仔细的设计,以确保模式被放大。实现这一目标将是未来的挑战。

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