教科書將改寫：第4種熱傳遞方式被發現

• 2019 年 12 月 19 日
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在中學物理課上，我們進一步學習了熱量的3種傳遞方式：通過直接接觸傳遞熱量的熱傳導、通過液體或氣體介質傳熱的熱對流，以及由光子（電磁輻射的載體）傳熱的熱輻射。其中，除了熱輻射，前兩種熱傳遞方式都無法在真空中進行。現在，第4種熱傳遞方式被發現了，而教科書也會改寫。

據《自然》雜誌最新刊登研究報告顯示，量子效應可以讓聲子在真空中傳遞熱量，這種方式已經被證明。科學家利用了量子力學匪夷所思的性質，在不藉助光子的情況下，讓熱量從真空中的一點傳到另一點。

科學家使用了兩片氮化硅薄膜，每片只有約100納米厚。膜中振動的原子使每張膜都以一定頻率前後振蕩，因此當溫度變化時，膜的運動方式也會發生變化。這種膜又輕又薄，所以當其中一片的能量對另一片的運動產生影響時，研究者可以很容易地觀察到這種效應。

另外，研究者確保了兩張膜相互平行，誤差不超過幾納米。同時，他們還保證膜非常光滑，表面的凹凸不超過1.5納米。在實驗中，兩張膜被固定在了真空室的兩側，他們用加熱器對其中一張膜加熱，同時用製冷器給另一張降溫。為了探測振動頻率，也就是溫度的變化，兩張膜的表面都覆蓋了薄如蛛網的金反射層，並用微弱的雷射對其照射。經歷了多次實驗後，研究團隊確認，膜與真空室的接觸面不存在熱傳導，並且兩張膜之間也沒有藉助電磁波的熱輻射發生。