วัสดุที่ร้อนมากแสดงอุณหภูมิของพวกเขาโดยการบิด
การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าวัสดุบางอย่างมีพฤติกรรมแปลก ๆ เมื่อพวกมันร้อนกว่าสภาพแวดล้อม ขับเคลื่อนด้วยการดำน้ำจมูกอิเลคตรอนหมุนพวกมันบิดเป็นเกลียว
แต่การค้นพบเหล่านี้เป็นทฤษฎีและยังไม่ได้รับการพิสูจน์ทดลองผู้เขียนนำการศึกษาโมฮัมหมัด Maghrebi ผู้ช่วยศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตทกล่าว Maghrebi และการวิจัยของทีมของเขาเริ่มต้นด้วยคำถามง่าย ๆ : จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณสะกิดวัสดุจากสภาวะสมดุลกับสภาพแวดล้อม?
วัตถุฉายแสงโฟตอนหรืออนุภาคของแสงอย่างต่อเนื่อง เมื่ออยู่ในภาวะสมดุลในสภาวะเดียวกันเช่นอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมวัตถุจะปล่อยโฟตอนออกมาในอัตราเดียวกับที่มันดูดซับผู้อื่นกลับมา
นี่คือ "วิทยาศาสตร์ชนิดที่เราคุ้นเคยมากที่สุด" Maghrebi กล่าว แต่เมื่ออุณหภูมิภายนอกวัตถุต่ำกว่าอุณหภูมิของวัตถุนั้นสิ่งนั้นก็จะถูกปล่อยออกจากสภาวะสมดุลและจากนั้น "สิ่งที่น่าสนใจสามารถเกิดขึ้นได้"
สำหรับวัสดุบางประเภทการทำให้ร้อนขึ้นหรือทำให้เย็นลงสิ่งแวดล้อมนั้นนำไปสู่วัตถุที่แผ่รังสีไม่เพียง แต่พลังงานในรูปของโฟตอน แต่ยังเรียกอีกอย่างว่าโมเมนตัมเชิงมุม - หรือแนวโน้มของวัตถุหมุนเพื่อหมุนรอบตัว
แม้ว่าโฟตอนจะไม่หมุนจริง ๆ พวกมันมีคุณสมบัติที่เรียกว่า "สปิน" Maghrebi กล่าว การหมุนนี้สามารถอธิบายได้ว่า +1 หรือ -1 วัตถุร้อนที่ถูกโยนออกมาจากโฟตอนสมดุลกับการหมุนส่วนใหญ่ที่เหมือนกัน (เกือบทั้งหมด +1 หรือเกือบทั้งหมด -1) โฟตอนแบบซิงโครนัสนี้จะดึงวัสดุทั้งหมดในวัตถุไปในทิศทางเดียวกันทำให้เกิดแรงบิดหรือการเคลื่อนที่แบบบิด
อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเพียงแค่ร้อนกว่าสภาพแวดล้อมจะไม่เพียงพอที่จะซิงค์หมุนของโฟตอนและทำให้เกิดการบิด
ดังนั้นพวกเขาจึงเน้นทฤษฎีของพวกเขาในวัสดุชนิดพิเศษที่เรียกว่าฉนวนทอพอโลยีซึ่งมีกระแสไฟฟ้าหรืออิเล็กตรอนที่ไหลบนพื้นผิวของมัน วัสดุนี้ร้อนกว่าสภาพแวดล้อม แต่ก็มี "สิ่งสกปรกแม่เหล็ก"
สิ่งสกปรกเหล่านี้มีอิทธิพลต่ออิเล็กตรอนบนพื้นผิวเช่นที่พวกเขาต้องการหนึ่งสปิน (อิเล็กตรอนยังมีสปิน) มากกว่าอีก จากนั้นอนุภาคจะถ่ายโอนการหมุนที่ต้องการของพวกเขาไปยังโฟตอนที่ปล่อยออกมาและวัสดุบิดตัวเขากล่าว
โดยหลักการแล้วคุณจะมีผลกระทบที่คล้ายกันสำหรับวัสดุใด ๆ ตราบเท่าที่คุณใช้สนามแม่เหล็กกับมัน Maghrebi กล่าว แต่ในวัสดุอื่น ๆ ส่วนใหญ่ฟิลด์นั้นจะต้อง "แท้จริงจริง ๆ ใหญ่มากจริง ๆ และนั่นเป็นไปไม่ได้จริง ๆ "
Maghrebi กล่าวว่าเขาหวังว่าทีมอื่นจะทดสอบการทำนายเชิงทฤษฎีเหล่านี้โดยใช้การทดลอง ไม่ว่าจะเป็นเพียงแค่การค้นหาทางฟิสิกส์ที่ยอดเยี่ยมหรือบางสิ่งที่อาจมีแอปพลิเคชั่นบางอย่างที่ไม่ชัดเจน
“ ฉันไม่รู้จริง ๆ ว่าอาจมีแอปพลิเคชั่นที่ยอดเยี่ยมหรือไม่” Maghrebi กล่าว แต่มัน "รู้สึกเหมือนเป็นสิ่งที่อาจมีแอปพลิเคชันบางอย่าง"
การค้นพบนี้ตีพิมพ์ในวันที่ 1 สิงหาคมในวารสาร Physical Review Letters
หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้ได้รับการปรับปรุงเพื่อชี้แจงว่างานทดลองในอนาคตจะดำเนินการโดยทีมอื่นไม่ใช่โดย Maghrebi และทีมของเขาที่เป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี
