Америкосы хотят подорвать фундамент.

Аватар пользователя Спокус Халепний
Систематизация и связи
Натурфилософия
Философия науки и техники

 

Группа американских исследователей доказала, что классический закон отца квантовой физики Макса Планка о радиационном теплопереносе не работает на уровне наночастиц.

Фундаментальный закон Планка о радиационном теплопереносе продержался добрую сотню лет, пережив множество экспериментов, которые могли бы его опровергнуть.

Не выстоял он перед новейшим экспериментом группы американских физиков, которые решили проверить, как закон Планка работает на уровне наночастиц.

Объекты наномасштаба излучают тепло не так, как описывает закон Планка, а следовательно, его нельзя считать универсальным.

Фактически, это может повлечь за собой пересмотр наших представлений о многих процессах и явлениях. Например, о климатических процессах и даже процессах формирования планет.

Закон Планка

Группа физиков из Колледжа Вильгельма и Марии (штат Вирджиния) и Мичиганского университета решила подвергнуть испытанию фундаментальный закон квантовой физики, сформулированный немецким физиком Максом Планком  в 1900 году.

Результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале Nature.

Работая над задачей об испускательной способности абсолютно черного тела, Планк выдвинул гипотезу о том, что отдельные атомы испускают излучение порциями (квантами), энергия которых пропорциональна частоте излучения.

Работы Планка послужили поводом для зарождения целого направления науки - квантовой физики. А само имя Планка стоит фактически наравне с такими столпами физики как Альберт Эйнштейн и Нильс Бор.

Данный закон является следствием логичных рассуждений о том, что чем горячее предмет, тем ярче он светится, а следовательно, есть связь между цветом свечения и его температурой.

Планк был не первым физиком, пытавшимся создать формулы для описания длины волн цвета и их температуры. Но он стал первым ученым, который предложил рассматривать поглощение и излучение света как качание своего рода маятника с дискретными количествами энергии.

Эти количества получили название “кванты”. И, собственно, легли в основу квантовой физики. А сам Планк в 1918 году получил Нобелевскую премию по физике за эту теорию.

Именно эта модель легла в основу закона Планка о радиационном теплообмене, который является одним из фундаментальных постулатов современной физики.

Дело в том, что закон стал основой для теории, которая описывает максимальную частоту, с которой объект может выделять тепловую энергию при заданной температуре.

И во всех прежних экспериментах закон оправдывал свою состоятельность.

Казалось, бы его существованию ничего уже не угрожает. Но американские физики предположили, что то, что действует на уровне видимых объектов, не обязательно действует на наноуровне. Что если сдвинуть объекты настолько близко друг к другу, что между ними не будет достаточно пространства для одной длины волны испускаемого света?

Ученые, которые занимаются задачами в области динамики электромагнетизма и так называемым “ближним полем”, давно знают, что тут порой происходят очень странные вещи.

Вот и новый эксперимент показал, что старый закон Планка не очень годится для описания излучения тепла объектами наномасштаба.

Суть открытия

Физики попытались создать условия, в которых расстояние между двумя объектами, которые обмениваются тепловой энергией, ничтожно мало - меньше длины волны излучения.

Примерная длина волны инфракрасного излучения составляет 10 микрон, следовательно ученым предстояло разместить исследуемые объекты на расстоянии меньше этого. Для этого ученые использовали мембраны нитрида кремния. Сами объекты также имели размер менее 10 микрон. Толщина мембран составляла менее 1 микрона.

Нагревая один объект и измеряя температуру второго, ученые смогли определить, с какой скоростью происходит передача тепла между ними.

Выяснилось, что скорость передачи тепла на наноуровне почти в 100 раз больше, чем должна быть согласно формуле Планка. Следовательно, его закон не работает на наноуровне.

Объекты наноуровня излучают и поглощают тепло намного эффективнее, чем описывает закон Планка.

Но почему это происходит, и что это значит?

“Измерить что-то - уже достижение, - говорит Мумтаз Казильбаш, один из авторов исследования. - Но гораздо важнее понять, что происходит на самом деле”.

По его словам, Планк своим законом положил начало квантовой физике. “Его [Планка] теория заключалась в том, что свет является не просто электромагнитной волной, но дозированной электромагнитной волной, состоящей из количественных частиц - фотонов”.

А энергия фотона, полагал Планк, зависит от частоты излучения, т.е ее тоже можно измерить.

Возможно, физика “ближнего поля” действительно отличается от физики “дальнего поля”, описываемого законом Планка. Вероятно, здесь существует некая иная взаимосвязь между электрическими и магнитными аспектами электромагнитного поля.

Скорость передачи тепла между объектами является одним из фундаментальных параметров Вселенной. Этот параметр играет ключевую роль в моделях развития климата, в процессах нагревания и остывания космических тел. И конечно, во всех процессах, где имеет место радиация, подчеркивает Казильбаш.

Ну и разумеется, сам факт того, что для наномасштаба требуется некая “отдельная” физика, способен взбудоражить многие умы.

Мумтаз Казильбаш (слева) с коллегами подверг сомнению закон Планка на уровне наночастиц

Источник 

Комментарии

Аватар пользователя mitin_vm

Уважаемый Спокус и посетители ФШ!

Давно ( года два назад) мною было показано и доказано, что физическое понятие термина "энергия" не должно быть использовано или объяснять процессы существования (в том числе и жизни) окружающего мира, вто числе и человека.

Подумайте сами!

Сознаюсь, я не быстро пришёл простому и ясному выяснению и объяснению так называемых "физических процессов". Я начну, а вы попробуйте объяснить (и у Вас получится) без применения обиходного в жизни и перешедшего в науку ФИЗИКУ термина "энергия".

1. Вода палает и вертит колесо турбины

2. Безин в канистре сначала загорелся потом взорвался

3. Камин зажгли и стало тепло.

Попробуйте вникнуть в любой процесс жизни и существования - НЕ ТАМ НИКАКОЙ энергии.

А что есть? Взаимодействие объектов, изменяющее их существование. Только не надо торопизма, а то потом будет неудобно, хотя КОМУ будет, а ...
 с уважение к ещё мыслящим посетителям и участникам ФШ.

Аватар пользователя Корнак7

А что есть?

Про митохондрии можете что-нибудь сказать?
Считается, что они связаны с энергией.

И еще про фотоны и их энергию, которые участвует в производстве глюкозы.

Аватар пользователя Александр Бонн

любой физический объект НЕРАЗРЫВНО связан с единым вселенским телом материи.

т.е., всякая попытка рассмотреть нечто, как изолированного от материнского тела, это банальный абсурд. 

пусть физика для начало приведут в единство физический ПРОЦЕСС, физические УСЛОВИЯ процесса и СОСТОЯНИЕ объекта. Чем квант отличается от момента по сути или квант от узловой линии мер?   

Аватар пользователя Совок.

   Так должно и быть   Эйнштейн сказал всё относительно.  И законы все относительны и зависят от масштабов времени и пространства.  Что хорошо в макромире не годится в микромире. 

Аватар пользователя rpa

Американцы еще не то могут!)))

Мне особенно понравилась история с "дробностью заряда"")))

Недавно астрономы открыли объекты которые движутся со скоростью в три световых!)))

Не говоря уж о том, что чудодейственное "лекарство от рака" изобретается ими ежемесячно!)))

Аватар пользователя Геннадий Макеев

Что если сдвинуть обьекты настолько близко друг к другу, что между ними не будет достаточного пространства для одной длины волны испускаемого света?

Обычное дело - сдвинули, но недодвинули. В итоге крики про несоответствие. То же самое и по поводу КТИ(корреспондентной теории), что будто с введением многомировой теории уже нет соответствия.

Нет чтоб понять, что длина волны может дробиться(иметь дробь), в результате чего квант действия оказывается квантом взаимодействия(т.н квантовый фокус-с-покус)

Аватар пользователя Горгипп

Эксперимент с утюгом. Известно, тепло рассеивается. А на "нанорасстоянии"? Приложим руку к раскалённому утюгу... Нет, не успевает.)) Может, в этом всё дело?