En mulig ny måde at køle computerchips på

Et team af forskere ved Stanford University har udviklet en teoretisk måde at køle opvarmede genstande på. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver deres undersøgelse af varmestråling, og hvordan den kan boostes for at køle et ønsket objekt ned.

Genstande i miljøet både udstråler varme og modtager den fra miljøet. Tidligere forskning har vist, at varme udstrålet fra et objekt gør det i et spektrum, og at den topper med en bestemt frekvens bestemt af objektets temperatur. Og når antallet af indkommende fotoner er større end antallet af udgående fotoner, objektet bliver varmere. I denne nye indsats, forskerne søgte at forestille sig en ny type køleanordning, der ville fungere ved at vende varmeudvekslingen mellem et objekt og dets miljø ved at tilføje energi til udstrålede fotoner - i teorien, hvis du gør det, bør du fjerne mere varme.

Deres idé var at forestille sig en enhed med et brydningsindeks, der blev lavet til at svinge i tid. Sådan en enhed, de teoretiserede, kan være baseret på eksisterende teknologi, såsom akusto-optiske modulatorer, der har materialer, der vibrerer som reaktion på lydbølger - alle fotoner, der rejser gennem det oscillerende materiale, ville få et energiboost. De foreslår også, at en sådan enhed kunne modulere ved et bestemt område af fotonfrekvenser, der ville passe til et givet miljø.

Forskerne tog deres teori et skridt videre ved at foreslå en måde at skabe en enhed baseret på deres ideer - ved at lægge lag af tynde materialer med gode isoleringsegenskaber oven på en genstand, der skal køles. En lyskilde kunne så bruges til at modulere indekset for de enkelte lag, giver de fotoner, der kommer ud af objektet et energiboost, hvilket resulterer i øget afkøling af objektet nedenfor.

Forskerne anerkender, at en enhed baseret på deres ideer sandsynligvis kun vil fungere på små objekter såsom computerchips. De bemærker også, at den resulterende afkøling ville, selvfølgelig, forbruge energi - for at forsyne lyskilden, for eksempel. Men deres beregninger viste, at en sådan enhed ville fungere ved de højere effektivitetsgrænser som defineret af klassisk termodynamik.

© 2020 Science X Network