小さな磁石とその相互作用を活用するスピロニクスやその他の技術は、ハードドライブの読み取りヘッドですでに使用されており、最近ではスマートフォンに低電力操作のために使用されているメモリが組み込まれています。このような技術は、特にエネルギー効率と小型化がますます重要になるため、他の計算アプリケーションでいつか採用される場合があります。
熱力学は、暖かいコーヒーの金属スプーン加熱から、ガスの拡大と圧力の拡大方法まで、物質行動の多くの側面を支配する物理学の基本的な枝です。量子力学が最高および伝統的な物理学が統治しているミクロスケールでは、科学者は以前に、システムの平衡状態を研究する通常の熱力学とは異なるように見えるスピン関連の効果を発見しました。
「エネルギーがシステムに絶えず汲み上げられたり抽出されたりする非平衡状態では、以前は想定されていましたが、検死力学は適用できません」と、パデューのフランシス・ホバート・ヴィントン・エミントン・エミント・エミント・エミント・エミント・エミント・エミント・エミント・エミント・エミント・エミント・エミント・エンガーの上級著者であるジョセフ・ヘレマンズは述べています。 「私たちが見つけたのは、ガス中の分子と同じ法則に従って振る舞うということです。」
この発見は、量子スケールでの物質の熱力学的原理に関する将来の研究への道を開きます。この調査結果は、ヘレマンと彼のチームが、実際のナノスケール素材の行動をより密接に近似するより良い理論的枠組みを開発するための努力と一致しています。
研究チームは計算アプローチを使用して、液体に吊り下げられた磁気ナノ粒子のシステムをモデル化しました。トルクを発揮する振動磁場にさらされると、ナノ粒子は回転し始めます。彼らが紡いだ速いほど、彼らは暑くなりました。この発見により、研究者は、まるでそれらが個々の原子または分子であるかのように振る舞う紡績粒子が、実際に熱力学の法則に従うガスのように振る舞っていることを認識しました。
「この研究の主な目標は、基本的な物理学と実用的なデバイスアプリケーションのギャップを埋めようとすることでした」とヘレマンズは述べています。 「実用的なデバイスに関しては、粒子を個別に測定することはあまりありません。材料全体の全体的な動作を測定するため、温度、圧力、熱流束などの概念を使用します。」
この研究は、2月24日に物理レビューレターに掲載されました。
