Äärmiselt kuumad materjalid näitavad keeramise abil oma temperatuuri.
Uus uuring soovitab, et mõned materjalid käituvad imelikult, kui nad on ümbritsevast palju kuumemad. Nina sukeldumisega, ketrus-elektronidega ajendatuna keerduvad nad nagu korgitsed.
Kuid need leiud on teoreetilised ja neid tuleb veel eksperimentaalselt tõestada, ütles juhtiv uuringu autor Michigani osariigi ülikooli dotsent Mohammad Maghrebi. Maghrebi ja tema meeskonna uurimistöö algas lihtsa küsimusega: Mis juhtuks, kui nuttaksite materjali tasakaalust välja selle keskkonnaga?
Objektid kiirgavad pidevalt footoneid või valguse osakesi. Olles tasakaalus, väljuvad objektid samades tingimustes, näiteks temperatuuril, kui nende keskkond, footonid sama kiirusega, millega nad absorbeerivad teisi tagasi.
See on "selline teadus, mida me kõige rohkem tunneme", ütles Maghrebi. Kuid kui temperatuur väljaspool objekti on selle objekti temperatuurist madalam, visatakse asi tasakaalust välja ja siis võib "huvitavaid asju juhtuda".
Teatud tüüpi materjalide puhul paneb keskkonna kuumutamine või jahutamine objektide kiirgama mitte ainult footonite kujul energiat, vaid ka seda, mida nimetatakse nurkkiiruseks - või pöörleva objekti kalduvus pöörlema, ütles Maghrebi.
Ehkki footonid tegelikult ei pöörle, on neil siiski omadus nimega "spinn", ütles Maghrebi. Seda keerutust võib kirjeldada kui +1 või -1. Tasakaalust välja visatud kuumad objektid kiirgavad footoneid, millel on enamasti sama spin (peaaegu kõik +1 või peaaegu kõik -1). See footonite sünkroonsus tõmbab kogu objekti objekti samas suunas, põhjustades selle pöördemomendi või keerdusliikumise.
Kuid teadlased teadsid, et lihtsalt ümbrusest kuumemaks olemisest ei piisa footonite keerutuste sünkroniseerimiseks ja sellise keerdumise põhjustamiseks.
Nii keskendusid nad oma teooriale spetsiaalsele materjalitüübile, mida nimetatakse topoloogiliseks isolaatoriks ja mille pinnal voolab elektrivool või elektronid. See materjal on keskkonnast kuumem, kuid sellel on ka "magnetilisi lisandeid".
Need lisandid mõjutavad elektronide pinda pinnal nii, et nad eelistavad ühte spinni (elektronidel on ka spinni) teise suhtes. Seejärel edastavad osakesed eelistatud spinni vabanenud footonitele ja materjal keerdub, ütles ta.
Põhimõtteliselt oleks teil sarnane mõju mis tahes materjalile, kui te rakendate sellele magnetvälja, ütles Maghrebi. Kuid enamiku muude materjalide puhul peaks see väli olema "tõesti, tõesti, tõesti tohutu, ja see pole tegelikult võimalik".
Maghrebi ütles, et loodab, et teised meeskonnad proovivad neid teoreetilisi ennustusi katsete abil. Küsimus, kas see on lihtsalt lahe füüsika leid või midagi, millel võiks olla mingisugune rakendus, on ebaselge.
"Ma tegelikult ei tea, kas võib olla mõni lahe rakendus," sõnas Maghrebi. Kuid see "tundub nagu asi, millel võiksid olla mõned rakendused."
Tulemused avaldati 1. augustil ajakirjas Physical Review Letters.
Toimetaja märkus: seda artiklit värskendati, et selgitada, et tulevasi katsetöid teevad muud meeskonnad, mitte Maghrebi ja tema meeskond, kes kõik on teoreetilised füüsikud.
