Kvanttimateriaalia vaikkapa naamiointiin

02.01.2020

Purdue-kvantti-materiaali-peittona-infrapunalle-300-t.jpgInfrapunakamerat tunnistavat ihmiset ja muut esineet niiden emittoiman lämmön avulla. Nyt tutkijat ovat löytäneet erään materiaalin piilevän kyvyn piilottaa kohde peittämällä sen paljastavat lämpöominaisuudet.

Materiaalista tekee erityisen sen kvanttiluonne - ominaisuudet, joita klassinen fysiikka ei voi selittää. Tutkimus on askel lähemmäksi kvanttimateriaalien potentiaalien vapauttamista.

Tutkimuksen tekivät Wisconsin-Madisonin, Harvardin ja Purduen yliopistojen, MIT:n ja Brookhaven laboratorion tutkijat ja insinöörit.

Lämpökameroiden huijaaminen ei ole uusi asia. Muutaman viime vuoden aikana tutkijat ovat kehittäneet grafeenista ja mustasta piistä valmistettuja materiaaleja, jotka leikkivät sähkömagneettisella säteilyllä ja piilottavat myös esineitä infrapunakameroilta.

Suurimmalle osalle kiintoaineista lämpöä emittoiva teho kasvaa monotonisesti lämpötilan kanssa suhteessa yksi-yhteen, mikä mahdollistaa sovellukset, kuten infrapunakuvauksen ja kosketuksettoman lämpötilamittauksen.

Mutta nyt kehitetty menettely tukahduttaa kohteesta tulevan lämpötilaa koskevan informaation. Löytö ei riko mitään fysiikan lakeja, mutta ehdottaa, että nämä lait saattavat olla joustavampia kuin perinteisesti ajatellaan.

Kvantti-ilmiöihin liittyy yleensä yllätyksiä. Useat samarium-nikkeli-oksidi materiaalin ominaisuudet ovat olleet arvoitus siitä lähtien kun se löydettiin muutama vuosikymmen sitten.

Lisäksi samariumnikkelioksidi on yksi harvoista materiaaleista, jotka voivat siirtyä eristävästä faasista johtavaan vaiheeseen korkeissa lämpötiloissa. Wisconsin-Madisonin tutkija Mikhail Kats epäili, että tällä ominaisuudella olevat materiaalit saattavat kyetä erottamaan lämpötilan ja termisen säteilyn.

Laboratoriossa samariumnikkelioksidia kuumennettaessa se ei sitä osoittanut ja ylläpiti tätä vaikutusta välillä 105 - 135 astetta Celsiusta. Siten terminen valoemissio ja lämpötila kytkeytyvät pois toisistaan tällä 30 asteen alueella.

"Teknisesti lämpösäteilyllä on lupaus hallita lämmönsiirtoa ja tehdä joko helpommaksi tai vaikeammaksi tunnistaa ja tutkia kohteita infrapunakuvan avulla", toteaa apulaisprofessori Kats. Hänen mukaan tämä tutkimus avaa tietä myös uuden tyyppisen optiikan valmistamiseksi ja jopa itse infrapunakameroiden parantamiseksi.

Aiheesta aiemmin:

Näyttää viileämmältä vaikka kuumenee

Ionijohteita uusille teknologioille

25.05.2020Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä
22.05.2020Kohti kolmatta ulottuvuutta
21.05.2020Nopempi koherentti LiDAR
20.05.2020Rautaa rajalle, vaikka ruosteisenakin
19.05.2020Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi
18.05.2020Löytää edullisesti radioaaltoja
16.05.2020Suprajohtavuutta ja topologiaa
15.05.2020Kvanttimateriaali keventää tekoälyn energiantarvetta
14.05.2020Vetyä auringonvalosta
13.05.2020Uutta valoa 2D-nanolasereista

Siirry arkistoon »