°C
      2020 10 31 Šeštadienis

      Kodėl kaitinant tam tikrus dalykus juos visų pirma reikėtų atšaldyti?

      Nuotrauka: Pixabay nuotr.

      2020-02-16 21:00:00

      Norėdami pasišildyti vakarykštę picą, turbūt, nesugalvotumėte ją pirmiau įkišti į šaldiklį. Visgi, vienas teoretinės fizikos mokslinis darbas teigia, jog atšaldžius tam tikrus objektus, prieš juos pradedant šildyti, galime pasiekti daug geresnių rezultatų. Anot dviejų mokslininkų, savo darbą publikavusių „Physical Review Letters“ žurnale, tam tikrų daiktų atšaldymas gali jų kaitinimą pagreitinti eksponentiškai.

      Teorija ganėtinai panaši į Mpemba efektą - keistą faktą, jog kartais, karštas vanduo užšąla greičiau, nei šaltas. Kol kas, mokslininkai dar nerado paaiškinimo, kodėl taip yra ir patikimai kiekvieną kartą atkartoti šio efekto jiems vis dar nepavyko. Ši nauja teorija autorių pristatoma kaip „nauja mastymo kryptis, besiremianti įvairiais fizikiniais dėsniais, kaip Mpemba efektu, ir juos pritaikantis iš kitos perspektyvos“, teigė A. Santos, mokslininkas iš Extremuda universiteto Ispanijoje, nesusijęs su pačiu teoretinės fizikos darbu.

      Deja, šis greitesnis šilimas mūsų vakarykštei picai netaikomas. Pati teorija iškelta naudojant supaprastintus teoretinius medžiagų modelius, kuriuos naudodami mokslininkai atlieka skaičiavimus, padedančius geriau suprasti įvairias medžiagas. Fizikai A. Gal ir O. Raz, dirbantys Weizmano mokslo institute Izraelyje studijavo teorinę sistemą, vadinamą „Ising“ modeliu, dvimatę atomų struktūrą, kurie turi magnetinius polius, nukreiptus aukštyn bei žemyn. Modelio versijoje, kur atomų poliai nukreipti priešingai atomams kaimynams, medžiaga tampa antiferomagnetine. Būtent tokios medžiagos modelyje - jos šildymas vyksta ženkliai greičiau, jei iš pradžių ji buvo atšaldyta.

      Norint aktyvuoti šį efektą, reikia išpildyti keletą sąlygų - atšaldžius atsitiktinę medžiagą, ji greičiau nešils. Norint tai pasiekti, medžiaga turi atitikti specifinius standartus, kaip jos atomų magnetinis poliškumas.

      Kalbant apie antiferomagnetinį „Ising“ modelį, mokslininkai atkreipė dėmesį į bendrą atomų magnetizaciją ir atomų, kurių poliai atkreipti priešingai savo kaimynams, skaičių. Atšaldant tokią medžiagą, santykis tarp priešingai įmagnetintų ir taip pat įmagnetintų atomų gali keistis, ir todėl šildymas gali tapti ženkliai efektyvesnis.

      O. Raz tikisi, jog greitu metu fizikai atras medžiagų tikrame pasaulyje, atitinkančias šį modelį, pvz. magnetinius lydinius.

      „Šios teorijos galimybės - džiugina“, teigė A. del Campo, profesorius dirbantis tarptautiniame Fizikos centre, Ispanijoje. Anot jo, mokslininkai jau seniai ieškoefektyvesnių būdų, kaip įkaitinti elementus mikroskopiniuose mechanizmuose, dirbant su kvantine mechanika, taip apeinant įprastinės technikos apribojimus. „Jei pavyktų šį efektą pritaikyti kvantinėje mechanikoje, dabartinės mūsų technologijos pažengtų labai daug", pridėjo jis.

      Skaityti komentarus