Ученые уничтожили 165-летний закон физики: как это изменит создание электроэнергии

Физики из Университета штата Пенсильвания сообщили о том, что они разрушили закон Кирхгофа о тепловом излучении, принципа, который был основой тепловой физики в течение 165 лет. Ученые обнаружили самое сильное нарушение принципа взаимности закона и это открытие поможет более эффективно собирать солнечную энергию, чтобы преобразовать ее в электроэнергию, пишет Interesting Engineering.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Закон Кирхгофа, сформулированный в 1860 году, гласит, что способность материала поглощать энергию на определенной длине волны и под определенным углом равна его способности выпускать ее. То есть материалы должны поглощать электромагнитное излучение, волну энергии в форме солнечного света, при заданной длине волны света и угле падения таким образом, что они выпускают это излучение с той же длиной волны и под тем же углом.

Теперь же физики разработали новый материал, который нарушает закон Кирхгофа. Ученые обнаружили, что существует большая разница между уровнем поглощения энергии и уровнем ее выхода.

Физики измерили контраст не взаимности, который составил 0,43, и это значение является разницей между способностью поглощать и выпускать энергию. Если бы материала следовал закону Кирхгофа, то это значение должно было быть равно нулю. При этом данный контраст наблюдался в широком диапазоне длин волн света.

Ученые обнаружили это явление с помощью излучателя, изготовленного из пятислойной тонкой пленки. Каждый слой состоит из немного отличающегося полупроводникового материала, а общая толщина структуры составляет приблизительно два микрометра (0,002 мм). Данная структура поглощает и выпускает тепловое излучение на нескольких длинах волн.

Физики провели измерения с помощью специально изготовленного магнитно-термоэмиссионного спектрофотометра с угловым разрешением. Этот прибор позволил измерить тепловое излучение в условиях большого магнитного поля, что было необходимо для создания сильного невзаимного эффекта в материале.

Ученые говорят, что этот материал можно использовать для более эффективного преобразования солнечной энергии в электроэнергию.

Стандартные солнечные панели должны по закону Кирхгофа выпускать часть поглощенной энергии Солнца обратно. То есть часть энергии теряется. Если использовать излучатели с эффектом не взаимности, то можно будет направить солнечное излучение в другом направлении. Там можно разместить еще одну солнечную панель, которая будет поглощать эту энергию, что увеличит общую эффективность преобразования энергии, говорят физики.

Как уже писал Фокус, американский ученый считает, что путешествие во времени не только возможно, но и не нарушает законы физики.

Также Фокус писал о том, что астрономы впервые обнаружили планету, которая заставляет свою звезду взрываться. Планета своим магнитным полем провоцирует появление сильных выбросов энергии и излучения, известных как вспышки. При этом сама планета из-за этого уменьшается в размерах.