Auburn Universiteti tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriTemperatur sahəsinin (a) 300, (b) 200, (c) 100, (d) 50 və (e) 30 K-də təbii Si kristallarında zaman və məkan üzrə təkamülünün 3D qrafikləri. T ( x , t ) təkamülü tənlikdən istifadə etməklə həll edilir. (17), Şəkil 1-dən Z ( t ) daxil olmaqla. (f) 30 K-də təbii silisium kristallarında temperatur profilinin (bərk xətlər) anlıq görüntüləri, ümumi 1000 ps müddətində hər 100 saniyədən bir çəkilir. Temperatur profillərinin pik mövqeləri zamandan asılı olaraq xətti olaraq 2134 m/s dalğa yayılma sürəti verir. Pik hündürlüklərdəki çürümə 2993 ps zaman sabiti ilə eksponensial funksiya ilə təchiz edilmişdir. Kredit: Fiziki İcmal B (2025). DOI: 10.1103/p8wg-p1j3

İstilik həmişə anladığımızı düşündüyümüz bir şey olub. Çörək bişirməkdən tutmuş işləyən mühərriklərə qədər ideya sadə görünürdü: istilik süngərdən islanan su kimi hamar bir şəkildə yayılır. Cozef Furyenin 200 il əvvəl qələmə aldığı həmin sadə şəkil müasir elmin və mühəndisliyin əsasını qoydu.

Lakin nanoölçülü yaxınlaşdırın – smartfonunuzu, süni intellekt cihazınızı və ya yeni nəsil günəş panellərini gücləndirən çiplərin içərisində – və hekayə dəyişir. Burada istilik təkcə “diffuz” deyil. O, səs dalğaları kimi dalğalana bilər , keçmişini xatırlaya bilər və ya borudakı maye kimi zərif axınlarda axa bilər. Onilliklər ərzində elm adamlarının bu tapmacanın parçaları var idi, lakin birləşdirici izahat yox idi.

İndi Auburn Universiteti və ABŞ Enerji Departamentinin Milli Bərpa Olunan Enerji Laboratoriyasının tədqiqatçıları “istilik keçiriciliyinin vahid statistik nəzəriyyəsi” adlandırdıqları şeyi təqdim etdilər.

“Fourier qanunu 200 il əvvəl yazılmışdır; bu sıçrayış günümüzün nanoölçülü və ultrasürətli dünyasında istilik keçirmə qaydalarını yenidən yazır” dedi Auburn Universitetinin fizika üzrə professoru Tomas və Jean Walter Prof.

Bu yaxınlarda Physical Review B -də dərc edilmiş yeni nəzəriyyə atomların xaotik titrəmələrini – istilik daşıyan titrəmələri – kiçik, mürəkkəb materiallarda istiliyin heyrətamiz dərəcədə qeyri-adi hərəkətləri ilə əlaqələndirir. Fərqli ssenarilər üçün parçalanmış modellərə etibar etmək əvəzinə, Dong və həmmüəllif Dr. Yi Zeng (Milli Bərpa Olunan Enerji Laboratoriyası) hamısını izah edən vahid hərtərəfli çərçivə hazırlayıb: diffuziya, dalğalar, ballistik nəqliyyat və materiallar arasındakı interfeyslərdə qəribə davranış.

Bunu təsəvvür etmək üçün bir şəhərin trafikini düşünün. Əsrlər boyu mühəndislər bütün avtomobillərin (istiliyin) magistral yollarda sabit axınlar kimi hərəkət etdiyini fərz edirdilər. Amma reallıqda bəzi küçələr tıxac olur, bəziləri dayan-get yaddaşı ilə axır və burada sürəti azaldıb-yatırmamağınız bir az əvvəl keçən nəqliyyatdan asılıdır. Dəhlizlər əvvəlki dalğaların əks-sədasını daşıyır. Bəziləri avtomobillərin ballistik şəkildə yarışdığı geniş açıq ekspress yollardır. Dong və Zengin nəzəriyyəsi hər bir nümunəni bir görünüşdə tutan son yol xəritəsini icad etməyə bənzəyir.Daha çox kəşf edin

astronomiya teleskoplarının onlayn alışı

yer elminin tədqiqat vasitələri

Biotexnoloji avadanlıq

işlənmiş elmi avadanlıqların satışı

robototexnika komponentlərini onlayn alın

Enerji texnologiyasına investisiya

genom sıralama xidmətlərini satın alın

Robototexnika komponentləri

Fizika dərslikləri

Elm

Bunun nə üçün əhəmiyyəti var? Çünki cihazlarımız kiçildikcə və tələblər artdıqca istilik də elektrik enerjisi qədər kritik hala gəldi. Həddindən artıq qızdırılan çiplər performansı məhdudlaşdırır, enerji sərf edir və cihazın ömrünü qısaldır. İstilik axınının proqnozlaşdırıcı nəzəriyyəsi nanoçiplərin, süni intellekt prosessorlarının və qabaqcıl enerji texnologiyalarının daha ağıllı dizaynına qapı açır.

Dong izah etdi: “İstilik sadəcə arxa plana keçmir – gələcək texnologiyaların daha sürətli, daha soyuq və daha davamlı işləyəcəyini müəyyən edən gizli oyunçudur”.

Hazırda nəzərdən keçirilməkdə olan və arXiv preprint serverində və burada müzakirə olunan Fiziki İcmal B sənədində mövcud olan bir əlyazmanı ehtiva edən işin elektronikadan kənar təsirləri də var. Çərçivə kvant hesablamaları və enerjinin saxlanması üçün materialların dizaynını potensial olaraq istiqamətləndirərək maqnit, spin və elektron nəqliyyatı əhatə edə bilər.

Bir sözlə, iki əsrlik qanun ultrasürətli və nanotexnologiya dövrü üçün yeniləndi – fizikanın ən qaynar problemlərindən birinə aydınlıq gətirdi.

Daha çox məlumat: David E. Crawford et al, Yerli limitdə keçici istilik keçiriciliyinin zaman domen nəzəriyyəsi, Fiziki İcmal B (2025). DOI: 10.1103/p8wg-p1j3

Yi Zeng və digərləri, Qeyri-formalı mühitdə istilik keçiriciliyinin vahid statistik nəzəriyyəsi, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2507.05682

Jurnal məlumatı: Physical Review B , arXiv  

Auburn Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir