伟大的圣彼得堡理工大学的彼得 研究人员发现了一种新的物理现象“弹道共振”
荣誉:彼得大帝
彼得堡理工大学 圣彼得大教堂的研究人员
彼得堡理工大学发现并从理论上解释了一种新的物理效应:机械振动的振幅可以在没有外部影响的情况下增长
这个科学小组对如何消除费米-面食-乌兰-秦古悖论给出了他们的解释
SPbPU的科学家用一个简单的例子解释了这一点:要摇摆秋千，你必须不断推动它
一般认为，没有恒定的外部影响，就不可能实现振荡共振
然而，高等理论力学学院、应用数学和力学研究所的科学小组发现了一种新的物理现象“弹道共振”，在这种现象中，机械振荡只能由系统的内部热源激发
来自世界各地的研究人员的实验工作表明，超纯晶体材料中的热量在纳米和微米级别上以异常高的速度传播
这种现象被称为弹道热传导
由俄罗斯科学院相应成员安东·克里夫佐夫领导的科学小组推导出了描述这一现象的方程式，并在微观层面对热过程的整体理解方面取得了重大进展
在发表于《物理评论》的研究中，研究人员考虑了晶体材料中温度初始周期性分布时的系统行为
已发现的现象描述了热平衡过程导致机械振动，其振幅随时间增长
这种效应被称为弹道共振
“在过去的几年里，我们的科学小组一直在微观和纳米水平上研究热传播的机制
我们发现，在这些水平上，热量不会以我们预期的方式传播:例如，热量可以从冷到热流动
纳米系统的这种行为导致了新的物理效应，如弹道共振，”高等理论力学学院副教授维塔利·库兹金说
据他说，研究人员计划在未来分析如何将这种材料用于石墨烯等有前途的材料
这些发现也为解决费米-面食-乌兰-秦古悖论提供了机会
1953年，由恩利克·费密领导的一个科学小组进行了一项计算机实验，这项实验后来闻名于世
科学家们考虑了由弹簧连接的粒子链振动的最简单模型
他们假设机械运动会逐渐消失，变成混乱的热振荡
尽管如此，结果还是出人意料:链条中的振荡起初几乎消失了，但随后又恢复了，几乎达到了最初的水平
系统进入初始状态，循环重复进行
几十年来，在所考虑的系统中由热振动引起的机械振动的原因一直是科学研究和争论的主题
弹道共振引起的机械振动幅度不是无限增大，而是达到最大；此后，它开始逐渐下降到零
最终，机械振动完全消失，整个晶体的温度达到平衡
这个过程被称为热化
对于物理学家来说，这个实验至关重要，因为由弹簧连接的粒子链是晶体材料的良好模型
理论力学高等学院的研究人员表明，如果我们考虑有限温度下的过程，机械能转化为热量是不可逆的
“通常，没有考虑到在真实材料中，除了机械运动之外，还有热运动，热运动的能量要高几个数量级
我们在计算机实验中重现了这些条件，并表明是热运动抑制了机械波，阻止了振荡的恢复，”俄罗斯科学院高级理论力学学院院长安东·克里夫佐夫解释道
根据专家的说法，SPbPU科学家提出的理论方法展示了一种理解热量和温度的新方法
这可能是未来纳米电子器件发展的基础
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