Физици карат частици да замръзват, като ги нагряват
Идеята да замръзваш частици, като ги нагряваш, е най-малкото контра интуитивна. И въпреки всичко физици демонстрираха по какъв начин особено основана примес се „ разтопява “ на мрачно, само че с помощта на неповторимата си топлинна интензивност кристализира сега, в който има светлина.
Изследователите демонстрират, че като употребяват светлината, с цел да нагреят сместа, частиците не се разпръскват. Напротив, те се фиксират на едно място – скупчват се по този начин, като че ли са замръзнали.
Учените от Кеймбриджкия университет организират своите опити върху колоиден разтвор, формиран от вода, полистирен и дребни капчици масло, покрито с ДНК, с цел да схванат по-добре динамичностите, които настъпват сред тях, когато се затоплят от светлината.
Както без подозрение в миналото учителят ви по физика ви е казвал, в един температурен градиент частиците се отместват от по-топлите към по-студените места. Затова е напълно обикновено да си помислим, че в случай че нагреем частиците масло, като се фокусираме върху по границите на течността, която ги обкръжава, молекулите ще се „ разбягат “. За това даже си има термин – резултат на Марангони.
Източник: Caciagli etal., Phys Rev. Lett., 2020
Оказва се, че топлинният градиент, формиран от полистирена, основава течение в двете течности, което притегля частиците една към друга. Крайният резултат е една много странна кристализация на колоидни частици, която настава поради топлината нас светлината.
Можете да видите по какъв начин тъкмо се случва това във видеото по-долу.
Оказва се, че светлината е един много многостранен инструмент за манипулиране на частици. Технологичната миниатюризация е във напредък. Тепърва ще ни бъдат нужни все по-прецизни способи за боравене с изключителни дребни материали. А в този момент, с помощта на това изследване, излиза наяве, че с помощта на оптичните свойства на лазера можем да създадем самобитен „ топлинен магнит “.
Изследването е оповестено в Physical Review Letters.
