‘เสียงที่สอง’ ปรากฏในเจอร์เมเนียม

'เสียงที่สอง' ปรากฏในเจอร์เมเนียม

นักวิจัยในสเปนและอิตาลีได้สังเกตเห็น “เสียงที่สอง” ในเซมิคอนดักเตอร์ที่อุณหภูมิห้องเป็นครั้งแรก ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อคลื่นของอุณหภูมิที่แตกต่างกันผ่านวัสดุ ก่อนหน้านี้เคยพบเฉพาะในของไหลพิเศษพิเศษที่อุณหภูมิเย็นจัด (และล่าสุดคือในกราไฟต์) ลักษณะที่น่าประหลาดใจในวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในชิปอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้า

โดยการจัดการ

ความร้อนทิ้งได้ดีขึ้น เสียงที่สองไม่ใช่เสียงที่เราคิดกันโดยทั่วไป มันได้ชื่อนี้มาเพราะในแง่คณิตศาสตร์ คลื่นความร้อนที่เคลื่อนที่ผ่านวัสดุนั้นคล้ายกับคลื่นความดันที่สร้างเสียงในอากาศ ในแง่ฟิสิกส์ คลื่นเหล่านี้คือความผันผวนของความหนาแน่นของการกระตุ้นด้วยความร้อนของอนุภาคควอซิพติเคิลที่เรียกว่า

โรตอนและโฟนอนภายในวัสดุ ด้วยเอฟเฟกต์การถ่ายเทความร้อนเชิงกลเชิงควอนตัมนี้ วัสดุที่มีเสียงที่สองจึงมีค่าการนำความร้อนที่สูงมาก อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ การปรากฏตัวของคลื่นความร้อนเหล่านี้ส่วนใหญ่จำกัดอยู่ในซูเปอร์ฟลูอิดที่แปลกใหม่ ซึ่งโมเมนตัมจะถูกรักษาไว้ระหว่างการชนกัน

ระหว่างโฟนัน ในวัสดุทั่วไปส่วนใหญ่ กระบวนการที่เรียกว่า ทำให้ แลกเปลี่ยนโมเมนตัมกับผลึกขัดแตะของวัสดุ ซึ่งหมายความว่าโมเมนตัม จะไม่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ คลื่นความร้อนที่อุณหภูมิห้องในสารกึ่งตัวนำนักวิจัยจากสถาบันวัสดุศาสตร์แห่งบาร์เซโลนา และผู้ทำงานร่วมกันและมหาวิทยาลัย 

ได้สังเกตเห็นคลื่นความร้อนที่อุณหภูมิห้องในของแข็งเจอร์เมเนียมซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำที่แพร่หลายโดยไม่คาดคิด ทำงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในการทดลองของพวกเขาซึ่งพวกเขารายงานนักวิจัยได้ศึกษาว่าตัวอย่างเจอร์เมเนียมมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่ออยู่ภายใต้แสงเลเซอร์ที่สร้างคลื่นความร้อนสั่น

ช่วงเมกะเฮิรตซ์ความถี่สูงบนพื้นผิวของมัน ตรงกันข้ามกับที่คาดการณ์ไว้ ความร้อนไม่ได้กระจายไปโดยการแพร่กระจาย แต่บางส่วนแพร่กระจายเข้าสู่วัสดุผ่านคลื่นความร้อน กล่าวว่าการขนส่งความร้อนประเภทนี้ซึ่งมีลักษณะเหมือนคลื่นมีข้อดีหลายอย่างที่นำเสนอโดยคลื่น รวมถึงการแทรกสอด

และการเลี้ยวเบน 

“เทคนิคที่เราใช้ช่วยให้เราสังเกตการถ่ายเทความร้อนคล้ายคลื่นดังกล่าวในวัสดุอื่นๆ ได้ โดยการปรับฟิลด์อุณหภูมิของเลเซอร์ที่ความถี่สูงพอ” เขาอธิบาย ในทางกลับกัน สิ่งนี้อาจนำไปสู่วิธีการใหม่ในการควบคุมการถ่ายเทความร้อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากเจอร์เมเนียมและวัสดุอื่นๆ 

ที่แสดงเสียงที่สอง ในท้ายที่สุด กล่าวว่าการค้นพบนี้ “ยังช่วยให้เราสามารถออกแบบอุปกรณ์ระบายความร้อนรุ่นใหม่ในลักษณะเดียวกับที่พัฒนาโดยใช้แสง” เสริมว่าระบบระบายความร้อนเสียงที่สองอาจนำไปสู่การคิดใหม่เกี่ยวกับวิธีที่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจัดการกับความร้อนเหลือทิ้ง

รวมแบบจำลองทางทฤษฎีในปัจจุบัน จากมุมมองทางทฤษฎี การค้นพบใหม่อาจทำให้สามารถรวมแบบจำลองสำหรับเสียงที่สองเข้าด้วยกันได้ จนถึงขณะนี้ นักทฤษฎีถือว่าวัสดุที่แสดงผลกระทบนี้แตกต่างจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในชิปอิเล็กทรอนิกส์ทุกวัน “ตอนนี้วัสดุทั้งหมดเหล่านี้สามารถอธิบายได้

โดยใช้สมการเดียวกัน” เขาอธิบาย “ข้อสังเกตนี้กำหนดกรอบทฤษฎีใหม่ที่อาจช่วยให้ในอนาคตอันใกล้นี้ไม่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเราอย่างมีนัยสำคัญ”นักวิจัยกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาจะพยายามสังเกตคลื่นความร้อนความถี่สูงในวัสดุอื่นๆ ที่อุณหภูมิห้อง

 “เราต้องการศึกษาด้วยว่าเราสามารถใช้ประโยชน์จากการรบกวนของคลื่นความร้อนและการเลี้ยวเบนเพื่อควบคุมการแพร่กระจายความร้อนได้อย่างไรในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ดังกล่าวจำนวนมาก รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์ ไดโอดเปล่งแสง และแบตเตอรี่โทรศัพท์ ก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมาก 

ของแต่ละเลเยอร์ ได้อย่างอิสระเมื่อเวลาผ่านไป สมมติว่าวัสดุดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้ การส่องสว่างของแสงที่เคลื่อนที่ในแนวตั้งฉากกับชั้นต่างๆ จะไม่ “เห็น” โครงสร้างที่ต่างกัน แต่เป็นสื่อที่มีประสิทธิภาพที่ราบรื่น ถ้านั่นคือความยาวคลื่นของมันนั้นใหญ่กว่าทั้งเมตาอะตอมและระยะห่าง

ระหว่าง แผ่นวัสดุ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีองค์ประกอบโลหะที่สามารถระบุตำแหน่งได้ จึงสามารถปรับความเร็วเฉลี่ยของแสงผ่านวัสดุได้แบบไดนามิก ดังนั้นจึงสามารถควบคุมคุณสมบัติของวัสดุ เพื่อให้พวกเขาสร้างความเข้มของจุดมืดที่เป็นลักษณะเฉพาะของเสื้อคลุมอวกาศและเวลาในพื้นที่และเวลา

ที่ต้องการ 

และจะเกี่ยวข้องกับการสร้างเสื้อคลุมจากใยแก้วนำแสง เราคาดคะเนว่าเหตุการณ์จะคลุมด้วยไฟเบอร์ยาว 3 กม. โดยมีส่วนเปิดยาว 1 กม. ส่วนปฏิบัติการยาว 1 กม. และส่วนปิดยาว 1 กม. ใยแก้วนำแสงเป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพเนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงสามารถเพิ่มขึ้นได้ง่ายๆ โดยการเพิ่มความเข้ม

ของลำแสงที่ส่งผ่าน ซึ่งจะทำให้แสงช้าลงตามที่ต้องการ ซึ่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มความเข้มของลำแสง “ควบคุม” โดยฉับพลัน โดยผลที่ตามมาคือการเปลี่ยนแปลงขั้นของความเข้มที่เคลื่อนผ่านเส้นใยและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการเดินทางของความเร็วแสง หากไฟเบอร์ยังมีลำแสง “มอนิเตอร์”

ที่สองซึ่งคงที่ โฟตอนในลำแสงนั้นจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าลำแสงควบคุมก่อนที่ความเข้มจะเพิ่มขึ้น แต่จะค่อยๆ ช้าลงในภายหลัง ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นในการเปิดช่วงมืดในอวกาศ-เวลาของเรา ปิดบัง. จากนั้นเราสามารถถ่ายโอนลำแสงมอนิเตอร์นี้ไปยังเส้นใยอื่นด้วยลำแสงควบคุมใหม่ที่คราวนี้ลดความเข้ม 

ลงอย่างกะทันหัน วิธีนี้จะย้อนกลับค่าความแตกต่างของความเร็วก่อนหน้า ปิดช่วงมืดลง และสร้างลำแสงตรวจสอบเดิมที่ไม่เปลี่ยนแปลง หากต้องการย้อนกลับไปที่การเปรียบเทียบมอเตอร์เวย์ของเรา เหมือนกับว่าส่วนที่เข้มข้นของคานควบคุมคือสายฝนที่โปรยปรายไปพร้อมกับการจราจรบางส่วน ซึ่งบังคับให้เฉพาะผู้ขับขี่ที่ชะลอความเร็วลงเท่านั้น ช่องว่างในการจราจรจะเปิดขึ้นเมื่อรถคันหลังถูกฝน

แนะนำ ufaslot888g