冰箱磁铁:无线制冷
根据麻省理工学院的研究人员，新的理论预测磁铁可以作为无线冷却剂。
根据麻省理工学院研究人员提出的一项新理论，冰箱表面的磁铁可能有一天会被用作冷却剂。
该理论描述了磁振子的运动，磁振子是磁铁中的准粒子，是磁矩的集体旋转，或“自旋”。除了磁矩，磁振子也导热;从他们的方程中，麻省理工学院的研究人员发现，当暴露在磁场梯度下时，磁子可能会被驱动从磁铁的一端移动到另一端，携带热量并产生冷却效果。
“你可以把热量从一边抽到另一边，所以你基本上可以把磁铁当作冰箱，”麻省理工学院机械工程系的研究生廖博林说。“你可以设想无线冷却，你可以在一两米外的磁铁上施加磁场，比如说，冷却你的笔记本电脑。”
廖说，理论上，这种磁力驱动的冰箱不需要任何活动部件，不像传统的冰箱需要通过一组管道泵送液体来保持冷却。
廖，与研究生周佳伟和机械工程系系主任陈刚一起，发表了一篇详细介绍磁振子冷却理论的论文物理评论快报．
廖说:“人们现在有了一个新的理论平台来研究磁振子在共存的场和温度梯度下是如何运动的。”“这些方程是磁振子输运的基础。”
很酷的效果
在铁磁体中，局部磁矩可以在不同的方向上旋转和排列。在绝对零度的温度下，局部磁矩排列在一起，在磁铁中产生尽可能强的磁力。随着温度的升高，磁体会变得更弱，因为更多的局部磁矩会从共享的排列中旋转出去;在这种升高的温度下产生了一个磁振子种群。
在许多方面，磁振子与电子相似，它们可以同时携带电荷和传导热量。电子在电场或温度梯度的作用下移动，这种现象被称为热电效应。近年来，科学家们在热电发电机等应用中研究了这种效应，热电发电机可以直接将热量转化为电能，或者在没有任何移动部件的情况下提供冷却。
廖和他的同事们在磁振子中发现了类似的“耦合”现象，磁振子在两种力的作用下运动:温度梯度或磁场。由于磁振子在这方面的行为很像电子，研究人员基于热电学中广泛建立的电子传输方程(称为玻尔兹曼传输方程)开发了磁振子传输理论。
根据他们的推导，廖、周和陈提出了两个描述磁振子输运的新方程。通过这些方程，他们预测了一种新的磁振子冷却效应，类似于热电冷却效应，当磁振子暴露在磁场梯度下时，可以将热量从磁铁的一端带到另一端。
激发新的实验
廖利用一种普通磁绝缘体的特性来模拟这种磁振子冷却效应如何在现有的磁性材料中发挥作用。他从以前的文献中收集数据，并将这些数字插入该小组的新模型中。他发现，虽然影响很小，但这种材料能够在适度的磁场梯度下产生冷却效应。这种效应在低温下更为明显。
理论结果向Chen表明，磁振子冷却的第一个应用可能是用于需要在极低温度下进行无线冷却的项目的科学家。
“在这个阶段，潜在的应用是低温，例如冷却红外探测器，”陈说。“然而，我们需要通过实验来证实这一效应，并寻找更好的材料。我们希望这将激发新的实验。”
廖指出，磁振子还增加了改进现有热电发电机的工具库。现有热电发电机虽然在利用热能发电方面具有潜在的创新能力，但效率相对较低。
廖说:“要与传统技术竞争，热电技术还有很长的路要走。”“研究磁自由度可能有助于优化现有系统并提高热电效率。”
这项工作得到了美国能源部和空军科学研究办公室的部分支持。
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