Изключително горещите материали показват температурата си, като правят обрат.
Ново проучване предполага, че някои материали се държат странно, когато са много по-горещи от заобикалящата ги среда. Водени от гмуркане в носа, въртящи се електрони, те се извиват като тирбушончета.
Но тези констатации са теоретични и тепърва трябва да бъдат доказани експериментално, заяви водещият автор на изследването Мохамед Магреби, доцент в Мичиганския държавен университет. Изследванията на Магреби и неговия екип започнаха с прост въпрос: Какво би станало, ако изтласкате материал от равновесие с неговата среда?
Обектите постоянно излъчват фотони или частици светлина. Когато са в равновесие, при същите условия, като температура, каквато е тяхната среда, обектите изхвърлят фотони със същата скорост, с която абсорбират другите обратно.
Това е "онази наука, с която сме най-запознати", каза Магреби. Но когато температурата извън обекта е по-ниска от температурата на този обект, нещата се изхвърлят от равновесие и тогава могат да се случат "интересни неща".
За някои видове материали, нагряването или охлаждането на околната среда води до излъчване на обектите не само енергия под формата на фотони, но и това, което се нарича ъглов импулс - или тенденцията на въртящ се обект да се върти, каза Магреби.
Въпреки че всъщност фотоните не се въртят, те имат свойство, наречено „въртене“, казва Магреби. Това завъртане може да бъде описано като +1 или -1. Горещи обекти, които са изхвърлени от равновесие, излъчват фотони с предимно еднакъв спин (почти всички +1 или почти всички -1). Този синхрон на фотоните дърпа целия материал в обекта в същата посока, което води до този въртящ момент или усукващо движение.
Учените обаче знаеха, че само по-горещото от околността няма да е достатъчно, за да се синхронизират завъртанията на фотоните и да се предизвика такова усукване.
Затова те съсредоточили теорията си върху специален вид материал, наречен топологичен изолатор, който има електрически ток или електрони, протичащи по повърхността му. Този материал е по-горещ от средата си, но има и "магнитни примеси".
Тези примеси влияят на електроните на повърхността, така че те предпочитат един спин (електроните също имат спин) над другия. След това частиците прехвърлят предпочитания си спин във фотоните, които се освобождават, и материалът се усуква, каза той.
По принцип бихте имали подобен ефект за всеки материал, стига да приложите магнитно поле към него, каза Магреби. Но в повечето други материали това поле трябва да бъде "наистина, наистина, наистина огромно и това не е наистина възможно".
Магреби заяви, че се надява други екипи да тестват тези теоретични прогнози с помощта на експерименти. Що се отнася до това дали това е просто страхотна находка по физика или нещо, което може да има някакво приложение, това не е ясно.
"Всъщност не знам дали може да има някакво готино приложение", каза Магреби. Но това е "като нещо, което може да има някои приложения."
Резултатите са публикувани на 1 август в списанието Physical Review Letters.
Бележка на редактора: Тази статия е актуализирана, за да се изясни, че всяка бъдеща експериментална работа ще се извършва от други екипи, а не от Магреби и неговия екип, които са всички теоретични физици.
