Εξαιρετικά καυτά υλικά δείχνουν τη θερμοκρασία τους κάνοντας το στρίψιμο.
Μια νέα μελέτη δείχνει ότι ορισμένα υλικά συμπεριφέρονται περίεργα όταν είναι πολύ πιο καυτά από τα περίχωρά τους. Προωθούνται από τη μύτη-καταδύσεις, περιστρεφόμενα ηλεκτρόνια, στρίβουν σαν ανοιχτήρι.
Αλλά αυτά τα ευρήματα είναι θεωρητικά και δεν έχουν αποδειχθεί πειραματικά, δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Mohammad Maghrebi, βοηθός καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν. Η έρευνα του Maghrebi και της ομάδας του ξεκίνησε με μια απλή ερώτηση: Τι θα συνέβαινε αν ώθησες ένα υλικό από την ισορροπία με το περιβάλλον του;
Τα αντικείμενα ακτινοβολούν συνεχώς φωτόνια ή σωματίδια φωτός. Όταν βρίσκονται σε ισορροπία, υπό τις ίδιες συνθήκες, όπως η θερμοκρασία, ως περιβάλλον τους, τα αντικείμενα εξάγουν φωτόνια με τον ίδιο ρυθμό με τον οποίο απορροφούν τους άλλους.
Αυτό είναι "το είδος της επιστήμης που είμαστε πιο εξοικειωμένοι με", δήλωσε ο Μαγκρέμπι. Αλλά όταν η θερμοκρασία έξω από ένα αντικείμενο είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία αυτού του αντικειμένου, το πράγμα παίρνει έξω από την ισορροπία, και τότε "ενδιαφέροντα πράγματα μπορούν να συμβούν".
Για ορισμένα είδη υλικών, η θέρμανση ή η ψύξη του περιβάλλοντος οδηγεί τα αντικείμενα να ακτινοβολούν όχι μόνο την ενέργεια με τη μορφή φωτονίων, αλλά και τη λεγόμενη γωνιακή ορμή - ή την τάση ενός περιστρεφόμενου αντικειμένου να συνεχίσει να περιστρέφεται, είπε ο Μαγκρέμπι.
Αν και τα φωτόνια δεν περιστρέφονται στην πραγματικότητα, έχουν μια ιδιότητα που ονομάζεται "περιστροφή", είπε ο Μαγκρέμπι. Αυτή η περιστροφή μπορεί να περιγραφεί ως +1 ή -1. Τα καυτά αντικείμενα που εκτοξεύονται από την ισορροπία ακτινοβολούν φωτόνια με την ίδια σχεδόν περιστροφή (σχεδόν όλα +1 ή σχεδόν όλα -1). Αυτός ο συγχρονισμός των φωτονίων τραβά όλο το υλικό στο αντικείμενο προς την ίδια κατεύθυνση, οδηγώντας σε αυτή τη ροπή ή την κίνηση στρέψης.
Ωστόσο, οι επιστήμονες ήξεραν ότι απλώς το θερμότερο από το περιβάλλον δεν θα αρκούσε για να συγχρονίσει τις περιστροφές των φωτονίων και να προκαλέσει μια τέτοια συστροφή.
Έτσι επικέντρωσαν τη θεωρία τους σε ένα ειδικό είδος υλικού που ονομάζεται τοπολογικός μονωτήρας, ο οποίος έχει ένα ηλεκτρικό ρεύμα ή ηλεκτρόνια που ρέουν στην επιφάνεια του. Αυτό το υλικό είναι θερμότερο από το περιβάλλον του, αλλά έχει επίσης "μαγνητικές ακαθαρσίες".
Αυτές οι ακαθαρσίες επηρεάζουν τα ηλεκτρόνια στην επιφάνεια έτσι ώστε να προτιμούν μία περιστροφή (τα ηλεκτρόνια έχουν και περιστροφή) πάνω από την άλλη. Τα σωματίδια στη συνέχεια μεταφέρουν την προτιμώμενη περιστροφή τους στα φωτόνια που απελευθερώνονται και το υλικό αναστρέφει, είπε.
Κατ 'αρχήν, θα έχετε μια παρόμοια επίδραση για οποιοδήποτε υλικό εφ' όσον εφαρμόζετε ένα μαγνητικό πεδίο σε αυτό, είπε ο Μαγκρέμπι. Αλλά στα περισσότερα άλλα υλικά, το πεδίο αυτό θα πρέπει να είναι "πραγματικά, πραγματικά, πραγματικά τεράστιο και αυτό δεν είναι πραγματικά δυνατό".
Ο Μαγκρέμπι δήλωσε ότι ελπίζει ότι άλλες ομάδες θα δοκιμάσουν αυτές τις θεωρητικές προβλέψεις χρησιμοποιώντας πειράματα. Όσον αφορά το αν πρόκειται για ένα δροσερό εύρημα φυσικής ή κάτι που μπορεί να έχει κάποιο είδος εφαρμογής, αυτό είναι ασαφές.
"Δεν ξέρω αν μπορεί να υπάρξει κάποια δροσερή εφαρμογή", δήλωσε ο Μαγκρέμπι. Αλλά "αισθάνεται σαν κάτι που μπορεί να έχει κάποιες εφαρμογές".
Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στις 1 Αυγούστου στο περιοδικό Physical Review Letters.
Σημείωση του συντάκτη: Το άρθρο αυτό ενημερώθηκε για να διευκρινιστεί ότι οποιαδήποτε μελλοντική πειραματική εργασία θα διεξάγεται από άλλες ομάδες, όχι από τον Μαγκρέμπι και την ομάδα του που είναι όλοι θεωρητικοί φυσικοί.
