फीनिक्स साइंस एंड टेक्नोलॉजी न्यूज बीजिंग समय 1 अगस्त को, साइंस डेली ने बताया कि संयुक्त राज्य अमेरिका में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित एक नए सिद्धांत के अनुसार, रेफ्रिजरेटर की सतह पर एकत्रित चुंबकीय रेफ्रिजरेटर स्टिकर एक दिन इस्तेमाल किया जा सकता है शीतलक के रूप में। यह सिद्धांत मैग्नेट की गति का वर्णन करता है, जो मैग्नेट के क्वासिपार्टिकल्स और चुंबकीय क्षणों के सामूहिक घुमाव, या "स्पिन" हैं। चुंबकीय क्षण के अलावा, चुंबक भी गर्मी का संचालन करते हैं। अपने प्रस्तावित समीकरण का उपयोग करते हुए, MIT के शोधकर्ताओं ने पाया कि जब चुंबकीय क्षेत्र के ढाल के संपर्क में आते हैं, तो चुंबक एक चुंबक के एक छोर से दूसरे छोर तक स्थानांतरित हो सकते हैं, गर्मी ले जा सकते हैं और शीतलन प्रभाव पैदा कर सकते हैं। .
नया सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि मैग्नेट वायरलेस कूलेंट के रूप में कार्य कर सकता है
एमआईटी स्कूल ऑफ मैकेनिकल इंजीनियरिंग में स्नातक छात्र बोलिन लियाओ कहते हैं, "आप गर्मी को एक छोर से दूसरे छोर तक पंप कर सकते हैं, इसलिए अनिवार्य रूप से आप रेफ्रिजरेटर के रूप में चुंबक का उपयोग कर सकते हैं।" "आप वायरलेस कूलिंग के अनुप्रयोग परिदृश्य की कल्पना कर सकते हैं, जैसे कंप्यूटर को ठंडा करने के लिए कंप्यूटर से एक या दो मीटर दूर चुंबक में चुंबकीय क्षेत्र जोड़ना।"
सिद्धांत रूप में, चुंबकीय क्षेत्र-संचालित रेफ्रिजरेटर को पारंपरिक रेफ्रिजरेटर के विपरीत, चलती भागों की आवश्यकता नहीं होगी, जिन्हें ठंडा करने के लिए ट्यूबों की एक श्रृंखला के माध्यम से द्रव को खींचने की आवश्यकता होती है। लियाओ और एक अन्य स्नातक छात्र, जियावेई झोउ और एमआईटी स्कूल ऑफ मैकेनिकल इंजीनियरिंग के डीन गैंग चेन ने फिजिकल रिव्यू लेटर्स जर्नल में मैग्नेटन कूलिंग के सिद्धांत पर पेपर प्रकाशित किया।
"अब लोगों के पास अध्ययन करने के लिए एक नया सिद्धांत है कि कैसे सह-अस्तित्व वाले क्षेत्रों और तापमान ग्रेडियेंट के तहत मैग्नेट चलते हैं, " लियाओ ने कहा। "ये समीकरण मैग्नन ट्रांसपोर्ट के लिए मौलिक हैं।"
शीतलन प्रभाव
फेरोमैग्नेटिक पदार्थ में, स्थानीयकृत चुंबकीय क्षण अलग-अलग दिशाओं में घूम सकते हैं और संरेखित कर सकते हैं। निरपेक्ष शून्य पर, स्थानीय चुंबकीय क्षण चुंबक में सबसे मजबूत चुंबकीय बल बनाने के लिए संरेखित होते हैं। जैसे-जैसे तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है, चुंबक कमजोर और कमजोर होता जाता है, क्योंकि अधिक से अधिक स्थानीयकृत चुंबकीय क्षण संरेखण रेखा से दूर घूमते हैं, और बढ़ता तापमान एक चुंबकीय उपसमुच्चय बनाता है।
मैग्नेट कई मायनों में इलेक्ट्रॉनों के समान होते हैं, जिसमें वे दोनों बिजली ले जाते हैं और गर्मी का संचालन करते हैं। इलेक्ट्रॉन विद्युत क्षेत्र या तापमान प्रवणता पर प्रतिक्रिया करते हैं - एक घटना जिसे थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है। हाल के वर्षों में वैज्ञानिकों ने इस आशय के विभिन्न अनुप्रयोगों की जांच की है, जैसे थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर, जो गर्मी को सीधे बिजली में परिवर्तित कर सकते हैं, या बिना किसी चलती भागों के शीतलन प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं।
लियाओ और उनके सहयोगियों ने मैग्नेट में एक समान "युग्मन" प्रभाव की पहचान की जो दो बलों का जवाब देती है: तापमान ढाल या चुंबकीय क्षेत्र। चूंकि मैग्नेट और इलेक्ट्रॉन इस संबंध में बहुत समान व्यवहार करते हैं, शोधकर्ताओं ने बोल्ट्जमान परिवहन समीकरण के आधार पर मैग्नन परिवहन के सिद्धांत का प्रस्ताव दिया, थर्मोइलेक्ट्रिक्स में व्यापक रूप से स्वीकृत इलेक्ट्रॉन परिवहन समीकरण।
इस समीकरण की व्युत्पत्ति के आधार पर, लियाओ, झोउ और चेन ने मैग्नन परिवहन का वर्णन करने के लिए दो नए समीकरण प्रस्तावित किए। इन नए समीकरणों का उपयोग करते हुए, उन्होंने थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग प्रभाव के समान एक नए मैग्नन कूलिंग प्रभाव की भविष्यवाणी की, जिसमें मैग्नेट चुंबकीय क्षेत्र ग्रेडिएंट के तहत चुंबक के एक छोर से दूसरे छोर तक गर्मी ले जाते हैं।
नए प्रयोगों को प्रोत्साहित करें
लियाओ ने सामान्य चुंबकीय क्षेत्र इंसुलेटर के गुणों का उपयोग यह मॉडल करने के लिए किया कि मौजूदा चुंबकीय क्षेत्र सामग्री में मैग्नेट का शीतलन प्रभाव कैसे काम करता है। उन्होंने इस सामग्री पर पिछले साहित्य से डेटा एकत्र किया, और फिर उस डेटा को नए मॉडल में फीड किया। उन्होंने पाया कि सामग्री में वास्तव में मामूली चुंबकीय क्षेत्र ग्रेडियेंट के लिए शीतलन प्रभाव होता है, जो बहुत छोटा होता है लेकिन कम तापमान पर महत्वपूर्ण होता है।
सैद्धांतिक परिणाम बताते हैं कि मैग्नन कूलिंग इफेक्ट्स के पहले अनुप्रयोग वैज्ञानिकों को उन परियोजनाओं पर मदद कर सकते हैं जिन्हें अल्ट्रा-लो तापमान पर वायरलेस कूलिंग की आवश्यकता होती है। "इस स्तर पर, संभावित अनुप्रयोग क्रायोजेनिक्स -- हैं, उदाहरण के लिए, इन्फ्रारेड डिटेक्टरों को ठंडा करना," चेन ने कहा। "हालांकि, हमें अभी भी इस प्रभाव को प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित करने और बेहतर सामग्री खोजने की आवश्यकता है। हमें उम्मीद है कि यह नए प्रयोगों को प्रोत्साहित करेगा।"
टीम द्वारा पहचाना गया चुंबकीय क्षेत्र शीतलन प्रभाव "रोटेशन और गर्मी के बीच युग्मन का अध्ययन करने के लिए एक अत्यंत उपयोगी सैद्धांतिक ढांचा है, जो ठोस-राज्य प्रशीतन प्रणालियों में काम कर रहे 'तरल पदार्थ' के रूप में उप-उपयोग की अवधारणा को संभावित रूप से उत्तेजित कर सकता है।" शी अध्ययन में शामिल नहीं थे।
लियाओ बताते हैं कि मौजूदा थर्मोइलेक्ट्रिक इंजनों में सुधार के लिए मैग्नन भी एक नया उपकरण हो सकता है, जो कि अभिनव होते हुए भी अपेक्षाकृत अक्षम हैं। लियाओ ने कहा, "पारंपरिक प्रौद्योगिकियों के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक्स के लिए अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है।" "स्वतंत्रता के चुंबकीय क्षेत्र की डिग्री की जांच मौजूदा प्रणालियों को संभावित रूप से अनुकूलित कर सकती है और थर्मोइलेक्ट्रिक दक्षता में सुधार कर सकती है।"
