พลังงานสามารถเคลื่อนย้ายจากบริเวณที่เย็นกว่าไปยังบริเวณที่ร้อนกว่าในวัสดุโดยไม่ละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ได้หรือไม่? ใช่ ตามที่นักฟิสิกส์ผู้ค้นพบว่าบางครั้งเอฟเฟกต์ควอนตัมบังคับให้กระแสไหลรอบขอบของตัวอย่างในลักษณะที่ตรงข้ามกับทิศทางการไหลของความร้อนตามปกติ “กระแสน้ำที่ขอบ” เหล่านี้มีความแข็งแกร่งอย่างน่าทึ่ง และนักฟิสิกส์กล่าวว่าพวกมันอาจมีอยู่ในกลุ่ม
ของระบบ
ที่กว้างกว่าที่เคยคิดไว้ หากเป็นกรณีนี้ กระแสดังกล่าวอาจใช้เพื่อควบคุมการไหลของความร้อนผ่านโครงสร้างนาโน และด้วยเหตุนี้จึงช่วยนำชิปคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นเพื่อรีไซเคิลความร้อนเหลือทิ้ง กระแสขอบเกิดขึ้นในวัสดุทอพอโลยีที่เรียกว่า ซึ่งเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติ
พื้นผิวแตกต่างอย่างมากกับวัสดุที่พบในจำนวนมาก พวกมันถูกตั้งชื่อตามโทโพโลยี สาขา “เรขาคณิตแผ่นยาง” ของคณิตศาสตร์ที่ถือว่าวัตถุสองชิ้นมีค่าเท่ากันหรือเล็กน้อย หากพวกมันสามารถเปลี่ยนรูปร่างเข้าหากันอย่างต่อเนื่องโดยการดัด บิด ยืดหรือหด (แต่ไม่ฉีกขาดหรือ ตัด). ในเฟรมเวิร์กนี้
วงกลมมีค่าเทียบเท่ากับวงรีในทางทอพอโลยี และโดนัทมีค่าเท่ากับแก้วกาแฟ เนื่องจากวัตถุคู่นี้สามารถเปลี่ยนรูปเข้าหากันได้โดยการยืดออก ในทางตรงกันข้าม โดนัทไม่สามารถเปลี่ยนรูปร่างเป็นลูกบอลได้โดยไม่ฉีกเป็นชิ้นๆ เนื่องจากมีรูตรงกลาง นี่คือตัวอย่างของโทโพโลยีที่ “ไม่สำคัญ”
วัสดุทอพอโลยีแสดงรูปทรงเรขาคณิตที่คล้ายกันในระดับโมเลกุลในสเปกตรัมพลังงาน แทนที่จะเป็นในอวกาศทางกายภาพ สิ่งนี้ก่อให้เกิดคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าที่ผิดปกติหลายประการ ตัวอย่างเช่น ฉนวนทอพอโลยีไม่นำกระแสไฟฟ้าในปริมาณมาก แต่กระแสจะไหลไปตามพื้นผิวผ่านสถานะ “ขอบ”
พิเศษ อิเล็กตรอนในสถานะเหล่านี้สามารถเดินทางในทิศทางเดียวเท่านั้น และพวกมันยังหลีกเลี่ยงความไม่สมบูรณ์หรือข้อบกพร่องบนพื้นผิวโดยไม่มีการกระเจิงกลับ เนื่องจากการกระจายกลับเป็นกระบวนการหลักในการกระจายพลังงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้น “สถานะที่ได้รับการป้องกันทางทอพอโลยี”
เหล่านี้จึงอาจเป็น
ส่วนผสมที่มีประโยชน์ในอุปกรณ์ประหยัดพลังงานรุ่นต่อไป เอฟเฟกต์ “ลบ”ในขณะที่นักวิจัยทราบมานานหลายทศวรรษว่ากระแสขอบที่แข็งแกร่งมีอยู่ในระบบทอพอโลยีที่ไม่สำคัญ สมาชิกในทีมกล่าวว่าพวกเขาไม่ได้คาดหวังที่จะสังเกตเห็นกระแสดังกล่าวในกระแสที่ไม่สำคัญทางทอพอโลยี
เขาและเพื่อนร่วมงานค้นพบว่ากระแสต่อต้านโดยสัญชาตญาณจะปรากฏขึ้นหากระบบอยู่ภายใต้การไล่ระดับอุณหภูมิ นั่นคือ ถ้าปลายด้านหนึ่งร้อนกว่าอีกด้านหนึ่ง ในการทำงานของพวกเขา พวกเขาทำได้โดยการต่อปลายแต่ละด้านของตัวอย่างสมมุติฐานที่เรียกว่าควอนตัมฮอลล์บาร์เรขาคณิต
เข้ากับแหล่งกักเก็บความร้อน 2 แห่งที่อุณหภูมิต่างกัน และจำลองสิ่งที่เกิดขึ้นโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ ควอนตัมฮอลล์บาร์ถูกใช้เป็นประจำในการทดลองและประกอบด้วยก๊าซอิเล็กตรอนสองมิติ (แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในฟิสิกส์โซลิดสเตต) ที่ติดต่อโดยอิเล็กโทรดหกตัว
การตั้งค่านี้สามารถใช้เพื่อวัดลักษณะการขนส่งของก๊าซสมาชิกในทีมกล่าวว่า “สิ่งที่น่าประหลาดใจคือ เราพบว่ากระแสที่ขอบยังคงเสถียร หมายความว่าหนึ่งในนั้นไหลสวนทางกับทิศทางการไหลของความร้อนตามธรรมชาติ” เพื่อให้เข้าใจปริศนานี้มากขึ้น และทำไมมันไม่ขัดต่อกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
นักฟิสิกส์
จึงพิจารณาแบบจำลองทั่วไปที่รองรับเฟสที่แตกต่างกันสองเฟส: เฟสฉนวนทอพอโลยีและเฟสฉนวนแถบ “เล็กน้อย” พวกเขาพบว่าในขณะที่กระแสไหลในทิศทางตรงกันข้ามกับความคาดหวังของพวกเขาที่ขอบ การถ่ายเทความร้อนสุทธิโดยรวมมักจะมาจากแหล่งกักเก็บที่ร้อนไปยังแหล่งกักเก็บ
ที่เย็น ซึ่งหมายความว่ากฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์จะไม่ถูกละเมิด“เราอธิบายสิ่งนี้ด้วยเอฟเฟกต์ ‘การลบ’” สมาชิกในทีม “ในที่นี้ กระแสที่หมุนเวียนจะตัดกันเป็นกลุ่ม แต่เพิ่มอย่างสร้างสรรค์ที่ขอบ ทำให้เกิดรูปแบบกระแสที่ต่อต้านโดยสัญชาตญาณที่เราสังเกตเห็น”
แอปพลิเคชั่นการจัดการความร้อนในขณะที่ทีมดับลิน-มาดริดมุ่งเน้นไปที่แบบจำลองทางทฤษฎีเฉพาะ สมาชิกกล่าวว่าปรากฏการณ์นี้เป็นเรื่องทั่วไปและโดยหลักการแล้วอาจเกิดขึ้นได้ในวัสดุหลายประเภท Rivas ตั้งข้อสังเกตว่าแม้ว่าผลลัพธ์ของทีมจะเป็นตามทฤษฎี แต่เขาคาดว่าการค้นพบนี้
จะเป็นประโยชน์ในการควบคุมความร้อนผ่านโครงสร้างขนาดเล็กในที่สุด “การจัดการความร้อนในระดับนาโนมีการใช้งานที่มีประโยชน์มากมาย ตัวอย่างเช่น การออกแบบชิปคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นเพื่อนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่” เขากล่าว
ในขอบเขตของมัน ดังนั้นกฎข้อที่สองอาจถูกละเมิดอย่างชัดเจนในโลก 3 มิติที่เป็นขอบเขตของระบบ 4 มิติ”นี่อาจฟังดูไม่สมจริง เขายอมรับ แต่ระบบดังกล่าวได้ถูกนำมาใช้จริงแล้วในห้องปฏิบัติการโดยใช้เครื่องจำลองควอนตัมที่ออกแบบมาให้มี “มิติสังเคราะห์” “การหาวิธีนำผลการทดลองของเราไปใช้
ในเครื่องจำลองดังกล่าวเป็นอีกเป้าหมายหลักสำหรับการวิจัยในอนาคตของเรา” เขาสรุป ควอนตัมในเพชร “วิธีการของเราไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพของการแปลงควอนตัมเท่านั้น แต่ยังช่วยแก้ไขข้อผิดพลาดที่อินเทอร์เฟซควอนตัมได้ด้วย” Kosaka กล่าว การสั่นแบบแบริออนอะคูสติก (BAO)
และ การสังเกตโดยรวมของ CMB เอง เมื่อเร็ว ๆ นี้มีข้อเสนอแนะว่าการวัดค่าคงที่ของฮับเบิลที่แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยใช้คลื่นความโน้มถ่วงจากการรวมตัวของวัตถุหนัก เช่น ดาวนิวตรอน ข้อสังเกตเหล่านี้ ด้วยความผันแปรบางอย่างในค่าของพารามิเตอร์จักรวาลวิทยาที่วัดได้ สนับสนุนΛ CDM ดังนั้นวิธีแก้ปัญหาใด ๆ ที่ใช้งานได้จะต้องสอดคล้องกับพวกเขา
แนะนำ 666slotclub / hob66
