Extrémne horúce materiály ukazujú svoju teplotu tým, že krútia.
Nová štúdia naznačuje, že niektoré materiály sa správajú čudne, keď sú oveľa horúce ako ich okolie. Poháňané nosom, otáčajúcimi sa elektrónmi, krútia sa ako vývrtky.
Tieto zistenia sú však teoretické a ešte stále sa musia experimentálne preukázať, uviedol autor hlavnej štúdie Mohammad Maghrebi, odborný asistent na Michiganskej štátnej univerzite. Maghrebi a jeho tím výskum začali jednoduchou otázkou: Čo by sa stalo, keby ste vyhodili materiál z rovnováhy s jeho prostredím?
Predmety neustále vyžarujú fotóny alebo častice svetla. Keď sú v rovnováhe, za rovnakých podmienok, ako je teplota, ako ich prostredie, objekty vylučujú fotóny rovnakou rýchlosťou, pri akej absorbujú ostatné späť.
Toto je „druh vedy, s ktorou sme najviac oboznámení“, povedala Maghrebi. Ale keď je teplota mimo objektu nižšia ako teplota tohto objektu, vec sa vyhodí z rovnováhy a potom sa môžu stať „zaujímavé veci“.
Pri určitých druhoch materiálov zohrievanie alebo ochladzovanie prostredia vedie objekty k vyžarovaniu nielen energie vo forme fotónov, ale aj toho, čo sa nazýva moment hybnosti - alebo tendencie rotujúceho objektu udržať sa v rotácii, povedala Maghrebi.
Fotóny síce vlastne neotáčajú, ale majú vlastnosť nazývanú „spin“, povedal Maghrebi. Túto rotáciu je možné označiť ako +1 alebo -1. Horúce objekty vyhodené z rovnováhy vyžarujú fotóny s väčšinou rovnakým spinom (takmer všetky +1 alebo takmer všetky -1). Táto synchronizácia fotónov ťahá všetok materiál v objekte v rovnakom smere, čo vedie k tomuto krútiacemu momentu alebo krútiacemu pohybu.
Vedci však vedeli, že byť horúcejšie ako okolie by nestačilo na to, aby sa zosynchronizovali otočky fotónov a spôsobilo takéto skrútenie.
Svoju teóriu preto zamerali na špeciálny druh materiálu nazývaného topologický izolátor, ktorý má na svojom povrchu prúdiaci elektrický prúd alebo elektróny. Tento materiál je horúci ako jeho prostredie, ale má tiež „magnetické nečistoty“.
Tieto nečistoty ovplyvňujú elektróny na povrchu tak, že uprednostňujú jedno točenie (elektróny majú tiež točenie) pred druhým. Častice potom prenášajú svoje prednostné otáčanie na uvoľnené fotóny a materiál sa krúti, povedal.
V zásade by ste mali podobný účinok na akýkoľvek materiál, pokiaľ naň použijete magnetické pole, povedala Maghrebi. Vo väčšine ostatných materiálov by však toto pole malo byť „naozaj, naozaj, skutočne obrovské, a to nie je skutočne možné“.
Maghrebi povedal, že dúfa, že ostatné tímy budú testovať tieto teoretické predpovede pomocou experimentov. Pokiaľ ide o to, či je to iba super fyzikálny nález alebo niečo, čo by mohlo mať nejakú aplikáciu, to nie je jasné.
„Vlastne neviem, či by mohla existovať nejaká skvelá aplikácia,“ povedala Maghrebi. Ale „cíti sa ako druh vecí, ktoré by mohli mať niektoré aplikácie.“
Zistenia boli publikované 1. augusta v časopise Physical Review Letters.
Poznámka editora: Tento článok bol aktualizovaný s cieľom objasniť, že akékoľvek budúce experimentálne práce by vykonávali iné tímy, nie Maghrebi a jeho tím, ktorí sú všetci teoretickí fyzici.
