Un equipo de investigadores de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza ha introducido un nuevo modo vibratorio llamado relajación en el campo de la teoría de la conducción de calor para describir la forma en que el calor fluye a través de algunos cristales. En su artículo publicado en la revista Revisión física X , el equipo describe su nuevo modelo y qué tan bien funcionó al probarlo con dos cristales particulares.

Durante muchos años, Los físicos han utilizado fonones para ayudar a describir la forma en que el calor se mueve a través de los cristales. La conductividad térmica se produce a través de dos procesos:la dispersión entre fonones debido a vibraciones atómicas y las interrupciones de la red. Este método ha demostrado ser bastante preciso para predecir la forma en que se conducirá el calor a través de muchos cristales. pero para algunos no ha funcionado nada bien. En este nuevo esfuerzo, los investigadores agregaron un nuevo modo vibratorio, relaxons, para mejorar los resultados de dichos cristales.

Relaxons, ellos explican se producen a partir de cambios en el marco de coordenadas que son diferentes a los de los fonones:se descomponen en una población de equilibrio a lo largo de una vida útil bien definida. Los investigadores probaron su nuevo modelo aplicándolo a dos materiales:grafeno y silicio. En silicio, los investigadores encontraron resultados dentro del 2 por ciento de los realizados utilizando el enfoque de fonón estándar, demostrando éxito. Con grafeno los investigadores encontraron resultados diferentes:leyó 8 veces más alto que el encontrado usando el enfoque de fonón estándar, que coincidió con los cálculos realizados antes de la prueba, indicando que era un mejor enfoque. Esto sugiere que el nuevo método ofrece un mejor medio para hacer predicciones de conductividad térmica al crear objetos usando grafeno y quizás otros cristales. Agregar relajantes es, en un sentido, ofreciendo una nueva forma de visualizar los medios por los cuales el calor se conduce a través de ciertos tipos de cristales.

La adición de relajantes al campo de la conducción de calor, las notas del equipo, tiene implicaciones para futuros estudios teóricos; podría usarse, quizás, en trabajos relacionados con la interpretación del transporte hidrodinámico, ofreciendo un nuevo medio para hacer predicciones. También es probable que el nuevo modelo tenga un impacto en la investigación experimental, particularmente en la espectroscopia de camino libre medio, un nuevo campo en el que los investigadores buscan aislar el impacto de los portadores con diferentes caminos libres de media a la conductividad.

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