Phoenix Science and Technology News Beijing tíma þann 1. ágúst, Science Daily greindi frá því að samkvæmt nýrri kenningu sem vísindamenn við Massachusetts Institute of Technology í Bandaríkjunum settu fram, mætti einn daginn nota segulmagnaðir kælilímmiðana sem safnað var saman á yfirborði ísskápsins. sem kælivökvi. Þessi kenning lýsir hreyfingu magnons, sem eru hálfagnir segla og sameiginlegum snúningum segulmagnaðir augnablikum, eða "snúningum". Auk segulmagnsins leiða magnonar einnig hita. Með því að nota fyrirhugaða jöfnu sína, komust MIT vísindamenn að því að þegar þeir verða fyrir segulsviðshalla geta magnónar flutt frá einum enda segulsins til hins, borið hita og skapað kælandi áhrif. .
Ný kenning spáir því að segull geti virkað sem þráðlaus kælivökvi
„Þú getur dælt hita frá einum enda til annars, svo í rauninni geturðu notað segull sem ísskáp,“ segir Bolin Liao, framhaldsnemi í vélaverkfræðiskóla MIT. "Þú getur ímyndað þér notkunaratburðarás þráðlausrar kælingar, eins og að bæta segulsviði við segull í einum eða tveggja metra fjarlægð frá tölvunni til að kæla tölvuna."
Fræðilega séð myndi segulsviðsknúni ísskápurinn þurfa enga hreyfanlega hluta, ólíkt hefðbundnum ísskápum, sem krefjast þess að vökvi sé dreginn í gegnum röð af rörum til kælingar. Liao og annar framhaldsnemi, Jiawei Zhou, og Gang Chen, deildarforseti MIT vélaverkfræðiskólans, birtu greinina um kenninguna um segulkælingu í tímaritinu Physical Review Letters.
„Nú hefur fólk nýja kenningu til að rannsaka hvernig magnónar hreyfast undir samliggjandi sviðum og hitastigum,“ sagði Liao. "Þessar jöfnur eru grundvallaratriði í magnonflutningum."
kælandi áhrif
Í járnsegulfræðilegu efni geta staðbundin segulmagnaðir augnablik snúist og stillt saman í mismunandi áttir. Við algjöra núll stilla staðbundnu segulmagnaðir augnablikin saman til að búa til sterkasta segulkraftinn í seglinum. Eftir því sem hitastigið eykst smám saman verður segullinn veikari og veikari, þar sem fleiri og fleiri staðbundin segulmagnaðir augnablik snúast í burtu frá jöfnunarlínunni og hækkandi hitastig myndar segulmagnað hlutmengi.
Magnónar eru að mörgu leyti líkir rafeindum að því leyti að þeir bera bæði rafmagn og leiða varma. Rafeindir bregðast við rafsviðum eða hitastigshlutföllum - fyrirbæri sem kallast hitarafmagnsáhrif. Undanfarin ár hafa vísindamenn rannsakað ýmsa notkun þessara áhrifa, svo sem hitaraflgjafa, sem geta umbreytt hita beint í rafmagn eða náð kælandi áhrifum án hreyfanlegra hluta.
Liao og samstarfsmenn hans bentu á svipuð „tenging“ áhrif í magnonum sem bregðast við tveimur kröftum: hitastigum eða segulsviðum. Þar sem magnónar og rafeindir hegða sér mjög svipað hvað þetta varðar settu rannsakendur fram kenningu um magnonflutninga byggða á Boltzmann-flutningsjöfnunni, sem er almennt viðurkennd rafeindaflutningsjöfnu í hitarafmagni.
Byggt á afleiðslu þessarar jöfnu, settu Liao, Zhou og Chen fram tvær nýjar jöfnur til að lýsa magnon flutningi. Með því að nota þessar nýju jöfnur spáðu þeir fyrir um ný magnon kæliáhrif, líkt og hitarafmagns kæliáhrifin, þar sem magnon flytja varma frá einum enda seguls til hins undir segulsviðshalla.
örva nýjar tilraunir
Liao notaði eiginleika algengra segulsviðs einangrara til að líkja hvernig kæliáhrif magnons virka í núverandi segulsviðsefnum. Hann safnaði gögnum um þetta efni úr fyrri bókmenntum og færði þau síðan inn í nýja líkanið. Þeir komust að því að efnið hefur örugglega kælandi áhrif fyrir hóflega segulsviðshalla, sem er mjög lítill en verulegur við lágt hitastig.
Fræðilegar niðurstöður benda til þess að fyrstu notkun magnon kæliáhrifa gæti hjálpað vísindamönnum við verkefni sem krefjast þráðlausrar kælingar við ofurlágt hitastig. „Á þessu stigi eru hugsanlegar notkunarþættir frystiefni -- til dæmis, kæling innrauðra skynjara,“ sagði Chen. "Við þurfum hins vegar enn að sýna fram á þessi áhrif með tilraunum og finna betri efni. Við vonum að þetta ýti undir nýjar tilraunir."
Segulsviðskæliáhrifin sem teymið hefur bent á er „gífurlega gagnlegur fræðilegur rammi til að rannsaka tengingu milli snúnings og hita, sem getur hugsanlega örvað hugmyndina um undirnotkun sem virkan „vökva“ í kælikerfum í föstu formi.“ Shi tók ekki þátt í rannsókninni.
Liao bendir á að magnonar gætu einnig verið nýtt tæki til að bæta núverandi hitarafvélar, sem, þótt nýstárlegar, séu enn tiltölulega óhagkvæmar. „Það er enn langt í land með að hitarafmagn geti keppt við hefðbundna tækni,“ sagði Liao. „Að rannsaka frelsisgráður segulsviðs getur hugsanlega hagrætt núverandi kerfum og bætt skilvirkni hitaorku.
