Jiping Huangs grupp (Institutionen för fysik, Fudan University) och Cheng-Wei Qius grupp (Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore) samarbetade för att slutföra denna studie publicerad i National Science Review . De hittade en ny mekanism för att generera asymmetriska temperaturprofiler utan dynamisk modulering. Specifikt kan graderade värmeledningsförmåga inducera den imiterade advektionen i ren och passiv ledning, som har en liknande temperaturfälteffekt som den realistiska advektionen. Med den imiterade advektionen kunde värme spontant konvergera till centrum som svarta hål.

Teamen demonstrerade experimentellt den imiterade advektionen inducerad av graderad värmeledningsförmåga, en motsvarighet till graderade brytningsindex som är ansvariga för det effektiva momentumet i fotonik. Således kan asymmetriska temperaturprofiler fortfarande observeras i motsatta riktningar, även om systemet inte har någon dynamisk modulering. Dessutom kan energiförlusten till följd av naturlig konvektion och termisk strålning i experiment underlätta asymmetriska värmeflöden i motsatta riktningar.

Forskarna designade vidare den imiterade advektionen för att peka mot mitten. Därför kan omgivande hot spots fångas mot mitten som svarta hål. Den konforma transformationsteorin skulle kunna förklara den fysiska grunden för att koppla ihop graderade parametrar och krökt rumstid. Inspirerade av roterande svarta hål utförde de också en rotationstransformation på graderade parametrar för att demonstrera roterande termisk fångst.

Både simuleringar och experiment verifierade deras design. Specifikt tillverkade de två prover för att demonstrera normal och roterande termisk fångst. Tre vanliga material (d.v.s. koppar, järn och stål) ökade den termiska konduktivitetsgradienten. Dessa två prover placerades i ett isvattenbad som en kall källa för mätning. Värmepistoler genererade hot spots, som kunde ge en konstant initial temperatur. Sedan observerades de två typerna av termisk fångst.

Termisk advektion är avgörande för icke-hermitisk och icke-reciprok fysik. Eftersom den imiterade advektionen har nästan samma temperaturfältseffekt som den realistiska advektionen, är det lovande att avslöja icke-hermitiska och icke-reciproka fenomen med graderade värmeledningsmetadevicer.

Dessutom, på grund av den asymmetriska termiska diffusionen som induceras av den imiterade advektionen, har graderade värmeledningsmetadeenheter potentiella tillämpningar för spillvärmeåtervinning och termisk kanal. En betydande fördel är noll energiförbrukning eftersom externa enheter inte krävs. Dessa resultat kan också ge nya tankar och perspektiv som länkar samman diffusionssystem (t.ex. termotik och partikeldynamik), vågsystem (t.ex. fotonik och akustik) och kosmologisystem (t.ex. svarthål och maskhål). + Utforska vidare

Värmelikning via upphängd asymmetrisk grafen nanomesh