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美华裔教授破百年物理定律

2009-08-02
物理定律,陈刚
美华裔教授破百年物理定律 获国际同行喝彩
2009年08月02日 中国新闻网
陈刚与实验用的真空室。 (美国《世界日报》/取材自麻省理工学院网站)
  中新网8月2日电 据美国《世界日报》报道,美国麻省理工学院(MIT)30日宣布,该校动力工程学华裔教授陈刚与其团队的研究,首次打破“黑体辐射定律”的公式,证实物体在极度近距时的热力传导,可以高到定律公式所预测的一千倍之多。该研究将在“NanoLetter”8月号科学杂志上发表。

  德国物理学家普朗克(Max Planck)于1900年所创的“黑体辐射定律”(blackbody radiation law)是公认的物体间热力传导基本法则,虽然有物理学家怀疑此定律在两个物体极度接近时不能成立,但始终无法证明和提出实证。

  普朗克的“黑体辐射定律”创定在不同温度下,此定律在绝大多数情况下都成立,但如何在极微小的距离中稳定控制物体,达成能量传导的测试有极高的困难度。百多年来,科学家始终无法突破。而普朗克也对此定律在微距物体间是否仍成立,持保留态度。

  中国华中科技大学、柏克莱加州大学出身的陈刚是知名的纳米热电材料和流体学者。他的研究团队采用方位较易控制的小玻璃珠对着平面物体的方式,取代在纳米(10亿分之一米)距离中根本不可能不碰触的两平行平面体;并采用双金属臂梁(bi-metallic cantilever)科技的原子能动力显微镜去精准地测量两物体间的温度变化。

  麻省理工学院表示,陈刚团队的研究成果,证实科学家所预言但无法实证的理论,已获得国际间同领域学者的喝彩。

  此项发现不但让人们对基本物理有进一步的了解,对改良计算机数据储存用的硬盘(hard disks)的“记录头”(recording head),以及发展储聚能源的新设计等工业应用上十分重要。

  陈刚说,目前计算机使用的硬盘,记录头与硬盘表面约有五至六纳米的距离,记录头容易发热,而研究员一直在寻找控制热力的方法。热力传导和控制是磁力储存(magnetic storage)领域十分重要的一环,此类应用也将因陈刚的发现而迅速发展。

  新的发现也能帮助开发新一代的能源转换装置。除了实际的应用,陈刚说,此研究也提供对基本物理进一步了解的有用工具。(唐嘉丽)
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