Ancak, akıllı telefonunuza, AI donanımınıza veya yeni nesil güneş panellerine güç veren cipslerin dışında nano ölçekte yakınlaştırın ve hikaye değişir. Burada, ısı sadece “dağınık” değil. Ses dalgaları gibi dalgalanabilir, geçmişini hatırlayabilir veya bir borudaki bir sıvı gibi zarif akarsularda akabilir. Onlarca yıldır, bilim adamları bu bulmacanın parçalarına sahipti ama birleştirici bir açıklama yoktu.
Şimdi, Auburn Üniversitesi ve ABD Enerji Bakanlığı’nın Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, “birleşik istatistiksel ısı iletimi teorisi” dedikleri şeyi sundular.
“Fourier Yasası 200 yıl önce yazılmıştır; bu atılım, Heat’in bugünün nano ölçekli ve ultra hızlı dünyasında nasıl davrandığına dair kuralları yeniden yazıyor.” Dedi.
Yakın zamanda yayınlanan yeni teori Fiziksel İnceleme Batomların kaotik jigglingini – ısıyı taşıyan titreşimleri – ısının küçük, karmaşık malzemelerde hareket etmesinin çarpıcı bir şekilde olağandışı yollarına bağlar. Dong ve ortak yazar Dr. Yi Zeng (Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı) farklı senaryolar için parçalanmış modellere güvenmek yerine, her şeyi açıklayan tek bir kapsamlı çerçeve geliştirdi: difüzyon, dalgalar, balistik taşıma ve malzemeler arasındaki arayüzlerdeki ilginç davranış.
Bunu hayal etmek için bir şehrin trafiğini düşünün. Yüzyıllar boyunca, mühendisler tüm arabaların (ısı) otoyollarda sabit akışlar gibi hareket ettiğini varsaydılar. Ancak gerçekte, bazı sokaklar sıkışır, diğerleri dur-git hafızasıyla akar ve burada yavaşlayıp yavaşlamayacağınız bir dakika önce geçen trafiğe bağlıdır. Koridorlar daha önceki dalgalanmaların yankılarını taşır. Bazıları, araçların balistik olarak yarıştığı geniş açık otobanlardır. Dong ve Zeng’in teorisi, her modeli tek bir bakışta yakalayan nihai trafik haritasını icat etmek gibidir.
Bu neden önemli? Çünkü cihazlarımız küçüldükçe ve talepleri arttıkça, ısı elektrik kadar kritik hale geldi. Aşırı ısınan yongalar performansı, atık enerjiyi sınırlar ve cihaz ömrünü kısaltır. Tahmin edici bir ısı akışı teorisi, nanokiplerin, AI işlemcilerin ve gelişmiş enerji teknolojilerinin daha akıllı tasarımına kapı açar.
Dong, “Isı sadece arka planda kaybolmakla kalmıyor, gelecekteki teknolojilerin daha hızlı, daha serin ve daha sürdürülebilir çalışıp çalışmadığını belirleyen gizli oyuncu.”
Şu anda incelenmekte olan ve mevcut olan bir makaleyi içeren çalışma Arxiv ön hazırlık sunucusu ve Fiziksel İnceleme B Burada tartışılan kağıt, elektroniklerin ötesinde de etkileri vardır. Çerçeve, manyetik, spin ve elektronik taşımacılığa uzanabilir, potansiyel olarak kuantum bilgi işlem ve enerji depolama için malzemelerin tasarımını yönlendirebilir.
Kısacası, UltraFast ve Nanotech Çağı için iki yüzyıllık bir yasa güncellendi-fiziğin en sıcak sorunlarından birine netlik kazanıyor.
