به گزارش سایت دیدبان ایران، فیزیکدانان با طراحی ماده جدید، موفق به شکستن قانون ۱۶۰ ساله کیرشهوف شدهاند و دستگاهی نظری ساختهاند که میتواند گرما را در جهات مختلف هدایت کند. گرما، برخلاف آنچه به نظر میرسد، رفتاری بسیار منظم و قاعدهمند دارد. یکی از قدیمیترین قوانین فیزیک که در قرن نوزدهم توسط فیزیکدانی به نام گوستاو کیرشهوف بیان شد، میگوید هر مادهای که گرما را از یک جهت به خوبی جذب کند، باید گرما را به همان خوبی در همان جهت منتشر کند. این اصل که قانون تقابل نام دارد، تاکنون توانایی مهندسان را برای کنترل مستقل گرمای ورودی و خروجی محدود کرده بود.
ی از محققان با طراحی مادهای جدید، قانون ۱۶۰ ساله کیرشهوف را دور زدهاند. آنها دستگاهی نظری ساختهاند که میتواند تابش گرما را در جهتهای مختلف هدایت کند و این تنظیمات را حتی پس از قطع برق به خاطر بسپارد.
دستگاه جدید، دو ماده را که معمولاً با هم کار نمیکنند، در کنار هم قرار میدهد. اول، لایهی آرسنید ایندیم که تابش فروسرخ را جذب و منتشر میکند. محققان با اعمال میدان مغناطیسی، تقارن طبیعی این لایه را میشکنند. در نتیجه، تابشی که در یک جهت حرکت میکند، رفتاری متفاوت با تابشی دارد که در جهت مخالف حرکت میکند. به این پدیده، ناپایداری مغناطیسی-نوری میگویند.
دوم، لایهی کریستال فاز متغیر که بهعنوان یک توری از جنس ژرمانیوم-آنتیموان-تلوریوم (GST)، بالای لایهی اول قرار میگیرد. این مادهی خاص، میتواند بین دو ساختار فیزیکی کاملاً متفاوت جابهجا شود و در هر حالتی که قرار میگیرد، بدون نیاز به برق، همان حالت را حفظ کند. این لایه، تفاوت جهتدار ایجادشده توسط لایهی اول را قفل میکند و به دستگاه امکان میدهد رفتار حرارتی خود را «برنامهریزی» کند و به خاطر بسپارد؛ درست یک حافظهی کامپیوتر که پس از خاموششدن، اطلاعاتش را حفظ میکند.
پیامد قانون کیرشهوف این است که همیشه بخشی از انرژی جذبشده، دوباره به سمت منبع بازمیگردد و هدر میرود. اما این قابلیت که بتوان گرما را از یک جهت جذب و در جهتی کاملاً متفاوت منتشر کرد، زمینهساز پیشرفتهای بزرگی در چند حوزه میشود:
