Un team di ricercatori dell'École Polytechnique Fédérale de Lausanne in Svizzera ha introdotto una nuova modalità vibrazionale chiamata relaxon nel campo della teoria della conduzione del calore per descrivere il modo in cui il calore scorre attraverso alcuni cristalli. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Revisione fisica X , il team descrive il loro nuovo modello e come ha funzionato durante il test con due particolari cristalli.

Per molti anni, i fisici hanno usato i fononi per aiutare a descrivere il modo in cui il calore si muove attraverso i cristalli. La conduttività termica avviene attraverso due processi:dispersione tra fononi a causa di vibrazioni atomiche e interruzioni del reticolo. Questo metodo si è dimostrato abbastanza accurato per prevedere il modo in cui il calore sarà condotto attraverso molti cristalli, ma per alcuni, non ha funzionato per niente bene. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno aggiunto una nuova modalità vibrazionale, rilassamenti, per migliorare i risultati per tali cristalli.

relax, spiegano, derivano da cambiamenti del frame di coordinate che sono diversi da quelli dei fononi:decadono fino a una popolazione di equilibrio durante una vita ben definita. I ricercatori hanno testato il loro nuovo modello applicandolo a due materiali:grafene e silicio. Nel silicio, i ricercatori hanno trovato risultati entro il 2% di quelli condotti utilizzando l'approccio fononico standard, dimostrando successo. Con grafene, i ricercatori hanno trovato risultati diversi:ha letto 8 volte di più rispetto a quello trovato utilizzando l'approccio fononico standard, che concordava con i calcoli eseguiti prima del test, indicando che era un approccio migliore. Ciò suggerisce che il nuovo metodo offre un mezzo migliore per fare previsioni sulla conduttività termica durante la creazione di oggetti utilizzando grafene e forse altri cristalli. L'aggiunta di relaxs è, in un senso, offrendo un nuovo modo di immaginare i mezzi con cui il calore viene condotto attraverso determinati tipi di cristalli.

L'aggiunta di rilassamenti al campo della conduzione del calore, la squadra nota, ha implicazioni per futuri studi teorici:potrebbe essere utilizzato, forse, nel lavoro relativo all'interpretazione del trasporto idrodinamico, offrendo un nuovo mezzo per fare previsioni. È probabile che il nuovo modello abbia un impatto anche sulla ricerca sperimentale, in particolare nella spettroscopia a cammino libero medio, un nuovo campo in cui i ricercatori stanno cercando di isolare l'impatto dei portatori con diversi percorsi liberi medi verso la conduttività.

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