Вчені знищили 165-річний закон фізики: як це змінить створення електроенергії

Фізики з Університету штату Пенсільванія повідомили про те, що вони зруйнували закон Кірхгофа про теплове випромінювання, принципу, який був основою теплової фізики протягом 165 років. Вчені виявили найсильніше порушення принципу взаємності закону і це відкриття допоможе більш ефективно збирати сонячну енергію, щоб перетворити її в електроенергію, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Закон Кірхгофа, сформульований 1860 року, свідчить, що здатність матеріалу поглинати енергію на певній довжині хвилі і під певним кутом дорівнює його здатності випускати її. Тобто матеріали повинні поглинати електромагнітне випромінювання, хвилю енергії у формі сонячного світла, за заданої довжини хвилі світла та кута падіння таким чином, що вони випускають це випромінювання з тією самою довжиною хвилі та під тим самим кутом.

Тепер же фізики розробили новий матеріал, який порушує закон Кірхгофа. Вчені виявили, що існує велика різниця між рівнем поглинання енергії та рівнем її виходу.

Фізики виміряли контраст не взаємності, який склав 0,43, і це значення є різницею між здатністю поглинати і випускати енергію. Якби матеріал дотримувався закону Кірхгофа, то це значення мало б дорівнювати нулю. При цьому цей контраст спостерігався в широкому діапазоні довжин хвиль світла.

Вчені виявили це явище за допомогою випромінювача, виготовленого з п'ятишарової тонкої плівки. Кожен шар складається з напівпровідникового матеріалу, що трохи відрізняється, а загальна товщина структури становить приблизно два мікрометри (0,002 мм). Ця структура поглинає і випускає теплове випромінювання на декількох довжинах хвиль.

Фізики провели вимірювання за допомогою спеціально виготовленого магнітно-термоемісійного спектрофотометра з кутовою роздільною здатністю. Цей прилад дав змогу виміряти теплове випромінювання в умовах великого магнітного поля, що було необхідно для створення сильного невзаємного ефекту в матеріалі.

Учені кажуть, що цей матеріал можна використовувати для ефективнішого перетворення сонячної енергії на електроенергію.

Стандартні сонячні панелі повинні за законом Кірхгофа випускати частину поглиненої енергії Сонця назад. Тобто частина енергії втрачається. Якщо використовувати випромінювачі з ефектом не взаємності, то можна буде направити сонячне випромінювання в іншому напрямку. Там можна розмістити ще одну сонячну панель, яка поглинатиме цю енергію, що збільшить загальну ефективність перетворення енергії, кажуть фізики.

Як уже писав Фокус, американський учений вважає, що подорож у часі не тільки можлива, а й не порушує законів фізики.

Також Фокус писав про те, що астрономи вперше виявили планету, яка змушує свою зірку вибухати. Планета своїм магнітним полем провокує появу сильних викидів енергії та випромінювання, відомих як спалахи. При цьому сама планета через це зменшується в розмірах.