Nam châm có thể điều khiển được nhiệt và âm thanh

Các nhà khoa học Mỹ phát hiện, chúng ta có thể sử dụng nam châm để điều khiển cả nhiệt nóng và âm thanh.

• Chữa bệnh bằng nam châm
  
• Cai nghiện ma túy bằng nam châm
• Dùng nam châm điều khiển não bộ

Dùng nam châm điều khiển nhiệt nóng và âm thanh

Nghiên cứu mới của các chuyên gia đến từ Đại học Ohio (Mỹ) cho thấy, photon - các hạt cơ bản truyền tải cả nhiệt và âm thanh, có thể bị nam châm hút. Điều này ám chỉ, chúng ta có thể dùng một từ trường mạnh để lái hướng và kiểm soát các sóng âm trong tương lai.

Theo các chuyên gia, nhiệt nóng và âm thanh về cơ bản cùng là một dạng năng lượng, hội tụ quanh dao động của các nguyên tử. Vì vậy, bằng cách kiểm soát âm thanh, bạn thường có thể kiểm soát cả nhiệt nóng và ngược lại.

Tạp chí Nature Materials đưa tin, với sự tài trợ của Văn phòng nghiên cứu của Lục quân, Văn phòng nghiên cứu khoa học của Không quân và Hiệp hội Khoa học quốc gia Mỹ, nhóm nghiên cứu do chuyên gia Hyungyu Jin đứng đầu đã tìm ra cách sử dụng một từ trường mạnh tương đương từ trường phát ra từ một máy chụp cộng hưởng từ y tế (MRI) để làm giảm 12% nhiệt nóng có thể chạy qua một chất bán dẫn.

Ảnh minh họa một phonon (âm tử) đang đốt nóng vật liệu rắn.

Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một thanh bán dẫn indium antimonide hình chiếc dĩa tinh chỉnh, với hai nhánh rộng 4mm và 1mm. Họ gắn các nguồn truyền nhiệt vào đầu của cả 2 nhánh thanh bán dẫn, đồng thời làm lạnh nó tới -268 độ C để làm chậm lại chuyển động của các nguyên tử trong chất bán dẫn.

Mức nhiệt độ thấp trong thí nghiệm đồng nghĩa, kích cỡ của mẫu bán dẫn được dùng để kiểm tra cũng quan trọng như các nguyên tử cấu thành nên nó. Một mẫu lớn hơn có thể truyền tải nhiệt nhanh hơn mẫu nhỏ hơn, nên nhánh lớn hơn của dĩa điều chỉnh có thể truyền tải nhiều nhiệt hơn nhanh bé hơn.

Các chuyên gia đã đo sự biến thiên nhiệt trong cả 2 nhánh của dĩa điều chỉnh lần lượt khi họ bật và tắt từ trường mạnh 7 tesla, tương đương mức từng trường của máy MRI. Kết quả hé lộ, khi vô hiệu hóa từ trường, nhánh lớn hơn và dĩa điều chỉnh truyền tải nhiều nhiệt hơn nhánh nhỏ như phỏng đoán. Mặc dù vậy, khi từ trường bật, lượng nhiệt chạy qua nhánh lớn bị giảm 12%.

Nhóm nghiên cứu khám phá ra rằng, từ trường đã khiến một số phonon (âm tử) đi xuyên qua chất bán dẫn dao động "lỗi nhịp" và va chạm với nhau. Ở nhánh lớn hơn xảy ra nhiều va chạm hơn vì diện tích lớn, nên nhiều phonon bị mất hơn và ít nhiệt được truyền đi hơn.

Các chuyên gia kết luận, các phonon chắc chắn có từ tính. Họ nhận định, chúng ta có thể dùng từ tính để kiểm soát nhiệt và âm thanh ở trong các chất như thủy tinh và nhựa, nếu chúng ta tìm thấy một nam châm đủ sức mạnh.

Từ khóa liên quan:

nam châm

khám phá

từ trường

nhiệt độ

âm thanh

photon

hạt cơ bản

thanh bán dẫn indium antimonide

chất bán dẫn