相关文章

磁铁效应可能成为冰箱制冷剂

最近的一期《物理评论快报》报导了美国麻省理工学院的科学家近来发现了热电学中描绘电子传输的方程,用于描绘磁振子传输,发现处在有差异的磁场中,磁振子也许会从磁铁一端运动到另一端,带走热量而发生制冷效果。科学家们预测磁铁能用作冰箱的制冷剂。

在铁磁体中,本地磁矩能够旋转并以不一样方向摆放。在绝对零度时,磁矩摆放使磁体发生的磁力最强;随着温度上升,更多磁矩自旋变得更不一样步,磁力会变弱。而磁振子即是跟着这种温度增加而发生的。磁振子是磁铁中的一种准粒子,是磁矩共同旋转构成的,也叫“自旋子”。

磁振子很像电子。电子能一起带着电荷并导热,能在电场或温差效果下运动,这种景象即热电效应。科学家一直在研讨热电效应,如热电发电机把热直接转化为电,或不必任何运动部件来制冷。磁振子也能在两种力的效果下运动:温差和磁场。研讨人员开展了热电学中描绘电子传输的玻尔兹曼传输方程,经推导后得到了两个新方程来描绘磁振子传输。他们能用新方程猜测磁振子制冷效应,类似于热电制冷效应。当磁振子处在有区别的磁场中,会带着热量从磁体一端移动到另一端。

他们用一般的磁绝缘体构建了模型,从以前的材料中收集了这种材料的数据输入新模型中,发现存在一个温和的磁场梯度时,它能发生较小的制冷效应;而在低温情况下,制冷效应更明显。

“你能把热量从一边吸到另一边,从实质上说,就能把磁铁用作制冷器。”参加研讨的机械工程系研讨生说,“你能够幻想一种无线制冷,给放在一两米外的一块磁铁,或你的便携电脑施加磁场,就能给它降温。”按照他们的理论,这种磁致冷冰箱无需任何会动的部件,不像传统冰箱那样,要用一根管子不断地泵液体才能坚持低温。

MIT机械工程系主任认为,最早使用磁振子制冷效应的,也许是那些需要在极低温度下无线制冷的研讨。“就目前来说,也许的使用是在低温范畴,比如给红外探测仪制冷。但咱们还需要经过试验来证实这一理论,并寻觅更好的资料。咱们期望这能推进新的试验。”