ScienceDaily (7 мая 2009) — Чтобы исследовать границу между термодинамикой и квантовой механикой — двух фундаментальных,и как казалось, несовместимых теории физики — команды из Отдела UCLA Физики и Астрономии создали самую маленькую лампочку в мире.
Команда во главе с Крис Реган, члена Калифорнийского института наносистем в UCLA, включающая Ювей Фана, Скотта Синджера и Рея Бергстрома, издала результаты их исследования 5 мая в онлайновом выпуске журнала "Обзор Физические Писем".
Термодинамика, бриллиант физики 19-ого столетия, изучает системы со многими частицами. Квантовая механика, получившая развитие в 20-ом столетии, работает лучше всего, когда система содержит небольшое количество частиц. Команда UCLA использовала их крошечную лампу, чтобы изучить закон излучения черного тела Макса Планка, который был сформулирован в 1900 году.
Лампочка использует нить, сделанную из углеродной нанотрубки шириной только 100 атомов. Невооруженному глазу, нить полностью невидима, когда лампа выключена, но появляется крошечная точка света, когда лампа включена. Даже с лучшим оптическим микроскопом, трудно измерить длину нанотрубки отличную от нуля. Чтобы получить истинную структуру нити, команда использует электронный микроскоп.
Имея в наличие, менее чем 20 миллионов атомов, нить является и достаточно большой, чтобы применять статистические предположения о термодинамике и достаточно маленькой, чтобы быть рассмотренной как молекулярная система,с точки зрения, квантовой механиким.
"Поскольку и тема (излучение черного тела) и масштаб размеров (нано) находятся на границе между этими двумя теориями, мы думаем, что это очень многообещающая система для исследования," говорит Реган. "Углерод нанотрубки, которая используется, как нить лампы, идеальна из-за ее небольших размеров и экстраординарной температурной стабильности."
Углеродные нанотрубки были обнаружены только в 1991 году, но использовать углерод в лампочке не новая идея. Оригинальные лампочки Томаса Эдисона использовали углеродные нити. Лампочка команды исследования UCLA очень подобна лампочке Эдисона, за исключением того, что их нить является в 100 000 раз более узкой и в 10 000 раз короче и составляет одну стотриллионную объема лампочки Эдисона.
Это исследование поддержано Национальным Фондом Науки.
|
