Формула Планка о радиационном теплопереносе была недавно проверена исследователями из колледжа Вильгельма и Марии и Мичиганского Университета. Они изучили, как тепло излучается наноразмерными объектами.
Формула целое столетие являвшаяся одной из основ квантовой механики, была перечёркнута экспериментами. Результат оказался в 100 раз больше, чем предсказанный формулой. Оказалось, что наноразмерные объекты излучают и поглощают тепло с гораздо большей эффективностью, чем могут объяснить имеющиеся модели.
Люди знали с древних времен, что горячие вещи светятся. Мы также довольно давно поняли, что существует связь между цветом этого света и температурой светящегося тела. Ещё в 19 веке измеряли цвет света внутри черного, нагретого ящика, наблюдая через крошечное отверстие. Это “излучение черного тела” обеспечило достаточно точную меру этой связи.
Планк произвольно измыслил формулу этой связи. Он считал, что свет это какие-то волны неизвестно в чем, и они поглощается и излучается, как качание маятника, с дискретными количествами энергии, поглощаемой и теряемой.
«Закон» Планка положили в основу теории, описывающей максимальную частоту, с которой тепловая энергия может выделяться из объекта при заданной температуре.
Но вот ребята из колледжа Вильгельма и Марии и Мичиганского Университета изучили теплообмен объектов размером менее 10 микрон. По теории Планка этот размер соответствует длине волны инфракрасного света. Объекты располагались на двух мембранах нитрида кремния толщиной всего в полмикрона, разделенных соответствующим расстоянием.
Нагревание одного и измерение температуры второго позволили исследователям проверить формулу закона Планка с достаточной степенью точности.
“Закон Планка говорит, что если применить идеи, которые он сформулировал, к двум объектам, то вы должны получить определенную скорость передачи энергии между ними”, – говорит Газильбаш: “Ну, то, что мы наблюдали экспериментально, заключается в том, что скорость на самом деле в 100 раз выше, чем предсказывает формула, если объекты очень-очень малы…”.
“Там, где у вас есть радиация, играющая важную роль в физике и науке, вот где это открытие важно”, – говорит Газильбаш.
Но Планк, с его квантовой механикой в настоящей физике будет не нужен.