Командой физиков из Университета штата Колорадо в Боулдере Соединенных Штатов Америки раскрыта особенность загадочного нано-явления. Они выяснили, почему процесс охлаждения некоторых сверхмалых источников тепла идет быстрее, если их расположить ближе друг к другу.
Эта разработка, как отмечают специалисты, будет способствовать разработке электронных устройств, которые не будут перегреваться, а следовательно, будут работать быстрее.
Известно, что перенос тепла является непростой задачей при разработке электроники. Исследователи из JILA под руководством физиков Маргарет Мурнейн и Генри Каптейна начали проводить свои первые эксперименты с кремниевыми брусками толщиной во много раз меньше человеческого волоса с 2015 года. В одном из экспериментов они увидели, что при нагревании лазером тела, которые не рассеивали тепло эффективно, начали остывать намного быстрее, когда их положили вплотную.
В дальнейшем учеными было использовано компьютерное моделирование для отслеживания прохождения тепла от наноразмерных стержней. Установлено, что источники тепла, помещенные близко друг к другу, создают колебания энергии, которые отражаются друг от друга, рассеивая тепло и охлаждая стержни. А по принципам термодинамики должно быть все наоборот: чем меньше расстояние между нагретыми телами — тем хуже их охлаждение.
Исследователями был воссоздан на компьютере проведённый ими ранее эксперимент для изучения поведения каждого атома в модели от начала до конца. Выяснилось, что кремниевые стержни, расположенные достаточно далеко друг от друга, как правило, остывали предсказуемым образом. Энергия просачивалась из прутьев в материал под ними, рассеиваясь во всех направлениях. Но когда прутья придвинули ближе друг к другу, произошло необычное явление: фотоны «толпились», формируя направленный тепловой канал.
Ученые выразили уверенность в том, что в скором времени разработчики смогут воспользоваться таким открытием.
Подробнее о проведенном исследовании можно прочитать в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
