در يک آزمايش جديد، دانشمندان نشان دادند که الياف سيليکاي 500 نانومتري از قانون پلانک تبعيت نمي‌کند. اين تيم تحقيقات اتريشي نشان دادند که اين الياف فرآيند گرم و سرد شدن خود را براساس يک قانون عمومي که در مورد تابش‌هاي گرمايي است و به‌عنوان يک پديده توده‌اي بنيادين شناخته مي‌شود، انجام مي‌دهند. نتايج اين پژوهش مي‌تواند موجب بهبود عملکرد لامپ‌ها شده و همچنين درک دانشمندان را از تغييرات آب و هوايي زمين بهبود دهد.
قانون پلانک يکي از قوانين بنيادين در ترموديناميک است اين قانون مي‌گويد تابشي که از سطح يک جسم سياه انجام مي‌شود با تغيير دماي جسم تغيير مي‌کند. اين قانون در اوايل قرن بيستم توسط فيزيک دان آلماني، ماکس پلانک، فرموله شد.
هر چند اين قانون براي يک جسم سياه ايده‌آل گفته شده اما با استفاده از آن مي‌توان پيش‌بيني‌هاي دقيقي درباره طيف تابش صورت گرفته از يک جسم انجام داد.
|
اما فيزيک‌دانان چند دهه است که متوجه شده‌اند اين قانون براي اجسامي که ابعاد آن کوچکتر از طول موج تابش گرمايي باشد جواب نمي‌دهد. در اين قانون چنين فرض شده که تمام تابشي که به سطح يک جسم سياه تابيده مي‌شود جذب مي‌شود که در اين صورت سطح بايد يک نشر کننده کامل باشد، اين درحالي است که اگر جسم نازک باشد بخشي از نور وارد شده به آن جذب نشده و هرز مي‌رود در اين صورت نشر کمتر از آن چيزي است که پيش‌بيني مي‌شود.
پژوهشگران دانشگاه کاليفرنيا دريافتند که طيف نشر نور نانولوله کربني با پهناي 100 اتم غيرعادي است. در اين راستا محققان دانشگاه صنعتي وين آزمايشاتي را انجام دادند. در اين پروژه از الياف بسيار نازک استفاده شده، اين الياف با استفاده از پرتو ليزر تابش داده شد و سپس سرد گرديد. اين الياف در ميان دو آيينه قرار گرفته بودند و يک ليزر ثانويه نيز به نمونه تابيده مي‌شد اين ليزر مي‌توانست با تغيير دما موجب رزونانس در الياف شود که اين رزونانس روي طول موج پرتو عبوري تاثير مي‌گذارد.
با اندازه‌گيري زمان ميان رزونانس‌ها، محققان دريافتند که اين الياف مي‌توانند آهسته‌تر از آن چيزي که توسط قانون استفان بولتزمن پيش بيني مي‌شد سرد و گرم شوند. نتايج کار محققان نشان داد که اين نرخ به مقدار پيش‌بيني شده توسط تئوري الکتروديناميک نوساني بسيار نزديک است.
نتايج اين تحقيق در arXiv قابل مشاهده است. |
انجام آزمايشاتي براي نشر در مقياس نانو
پاسخ با نقل قول
