Ett team av forskare vid Stanford University har utvecklat ett teoretiskt sätt att kyla ner uppvärmda föremål. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver sin studie av värmestrålning och hur den kan förstärkas för att kyla ner ett önskat objekt.

Föremål i miljön både utstrålar värme och tar emot den från omgivningen. Tidigare forskning har visat att värme som utstrålas från ett föremål gör det i ett spektrum, och att den toppar med en viss frekvens som bestäms av objektets temperatur. Och när antalet inkommande fotoner är större än antalet utgående fotoner, objektet blir varmare. I denna nya insats, forskarna försökte föreställa sig en ny typ av kylanordning som skulle fungera genom att vända värmeutbytet mellan ett objekt och dess miljö genom att lägga energi till utstrålade fotoner – i teorin, Om du gör det bör du ta bort mer värme.

Deras idé var att föreställa sig en enhet med ett brytningsindex som fick svänga i tiden. En sådan anordning, de teoretiserade, kan baseras på befintlig teknik, såsom akusto-optiska modulatorer, som har material som vibrerar som svar på ljudvågor – alla fotoner som färdas genom det oscillerande materialet skulle få en energiökning. De föreslår också att en sådan enhet skulle kunna modulera vid ett visst intervall av fotonfrekvenser som skulle passa en given miljö.

Forskarna tog sin teori ett steg längre genom att föreslå ett sätt att skapa en enhet baserat på deras idéer – genom att lägga lager av tunna material med goda isoleringsegenskaper ovanpå ett objekt som ska kylas. En ljuskälla kan sedan användas för att modulera indexet för de individuella lagren, ger fotonerna som kommer ut från objektet en energikick, vilket resulterar i ökad kylning av objektet nedan.

Forskarna erkänner att en enhet baserad på deras idéer sannolikt bara skulle fungera på små föremål som datorchips. De noterar också att den resulterande kylningen skulle självklart, förbruka energi – för att driva ljuskällan, till exempel. Men deras beräkningar visade att en sådan anordning skulle fungera vid de högre effektivitetsgränserna som definieras av klassisk termodynamik.

© 2020 Science X Network