Ученые нашли самый быстрый способ нагрева материала - сперва его нужно охладить

Теоретическое исследование, о котором сообщает Science News, предполагает, что охлаждение как первый шаг перед нагреванием может быть самым быстрым способом подогрева определённых материалов.

Концепция похожа на эффект или парадокс Мпембы, согласно которому горячая вода может замерзать быстрее, чем холодная, хотя при этом она должна пройти температуру холодной воды в процессе замерзания. Учёные до сих пор спорят об эффекте Мпембы, и новое исследование представляет собой способ взглянуть на него с другой точки зрения. Физики Института им. Вейцмана в Реховоте (Израиль) изучали теоретическую систему, называемую моделью Изинга (математическая модель статистической физики, предназначенная для описания намагничивания материала). Они рассмотрели вариант модели Изинга, в котором соседние атомы имели тенденцию направлять свои полюса в противоположных направлениях (антиферромагнитное поведение). В этой системе нагрев может происходить быстрее после фазы предварительного охлаждения.

Для действия нового эффекта необходимо какое-то соответствующее свойство системы, отличное от равномерного распределения температуры, на которое влияет предварительное охлаждение. В случае антиферромагнитной модели Изинга исследователи рассмотрели общую намагниченность, создаваемую всеми атомами, и то, сколько магнитов указывало в противоположном от их соседей направлении. Охлаждение такого материала может изменить соотношение между этими двумя свойствами таким образом, чтобы нагрев проходил быстрее. Учёные надеются, что физики смогут найти выявленный эффект в реальных материалах (например, в магнитных сплавах).