1: 2014/12/16(火) 22:02:21.23 ID:???.net
2014年12月15日ニュース「熱流が磁場で変わる現象を理論で解明」 | SciencePortal
http://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2014/12/20141215_03.html

日本原子力研究開発機構 プレスリリース
http://www.jaea.go.jp/02/press2014/p14121201/
http://www.jaea.go.jp/02/press2014/p14121201/02.html
http://www.jaea.go.jp/02/press2014/p14121201/03.html


磁場を利用して熱の流れを制御できる可能性を示す新理論が誕生した。絶縁体を流れる熱流が磁場によって向きを変える特異な現象を、日本原子力研究開発機構・先端基礎研究センターの前川禎通(まえかわ さだみち)センター長、森道康(もり みちやす)グループリーダーらが理論的に初めて解明した。この現象が、非磁性絶縁体にごくわずかに含まれる磁気を持った磁性イオンによる原子の振動の散乱であることを突き止めた。

2つの磁石の双極子が互い違いに並んだ状態の四重極モーメントと原子の振動の相互作用を用いて熱伝導度の計算をした結果で、熱電素子の性能向上や熱の効率的利用に道を開く理論として注目される。オーストラリアのニューサウスウェールズ大学のオレグ・スシュコフ教授、シドニー大学大学院生のアレックス・スペンサースミスさんとの共同研究で、12月15日付の米物理学会誌フィジカル・レビュー・レターズのオンライン版に発表した。

水や電気の流れは、水路や電気回路で制御でき、その機能を発揮する。しかし、熱の流れは、温度の高いところから低いところへ拡散していき、コントロールが非常に難しい。電気を通さずに磁気を持たない非磁性絶縁体のTb3Ga5O12(テルビウムガリウムガーネット)に温度勾配を与えて、その垂直方向に磁場を加えると、双方に対して垂直方向に熱が流れる。これは、熱流が磁場で向きを変えることを意味しており、「熱ホール効果」と呼ばれている。フランスのグループが2005年に発見したが、なぜ起きるかは謎だった。

研究グループは四重極モーメントの特殊な電子状態に注目した。Tb3+イオンの四重極モーメントと原子の振動の相互作用から熱伝導度の計算をした。Tb3+イオンの電子の向きが互い違いに均衡している四重極モーメントの状態に対して、磁場を加えると、均衡がわずかに崩れて、原子の振動の伝播である熱の流れの向きが変わることを示した。

続きはソースで


http://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/141215_img2_w500.jpg
図1. 熱流が磁場で曲げられるイメージ図

http://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/141215_img3_w500.jpg
図2. 磁場によって出ていく熱流の均衡が崩れる様子。左図は、入ってきた熱流が、左右均等に出ていく様子。右図は、磁場がかかったため、
磁性イオンの状態が変化して、右側に出ていく熱流が増加し、左側に出ていく熱量は減少した様子を表す。
(いずれも提供:日本原子力研究開発機構)

引用元: 【物性物理学】磁場の付加により熱流の方向が変化する現象(熱ホール効果)を理論的に解明

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2: 2014/12/16(火) 22:06:42.02 ID:RR4YLJNU.net
四極子モーメントレベルでの解析で説明できるもんだったんだこれ

3: 2014/12/16(火) 22:11:21.95 ID:SdQ6TFmQ.net
では、温度勾配の中からは磁場を発生させることはできるの?

4: 2014/12/16(火) 22:26:17.31 ID:RR4YLJNU.net
>>3
磁気ゼーベック効果

6: 2014/12/16(火) 22:42:21.66 ID:Bqzba6IU.net
熱が何なのか理解していない日本原子力研究開発機構でした
お終い

7: 2014/12/16(火) 22:52:57.08 ID:ln2Ksz4b.net
これ、熱の効果的利用に結びついたらすごいな。

8: 2014/12/16(火) 23:09:04.91 ID:N9v7Hbrr.net
エアコンやヒーターがいらなくなる

9: 2014/12/17(水) 00:04:01.93 ID:QbFY0iHW.net
>>8
違う。
今までと違う原理で実現できるようになるが正しい。

10: 2014/12/17(水) 03:37:42.88 ID:nUDWOTmkF
磁場で気象弄る

11: 2014/12/17(水) 03:20:39.92 ID:0bN//VCn.net
温暖化詐欺死亡寸前

12: 2014/12/17(水) 03:34:03.22 ID:DlPdiPjT.net
>>1
>>非磁性絶縁体にごくわずかに含まれる磁気を持った磁性イオン

そもそも非磁性絶縁体じゃなかった、ってことだね?

14: 2014/12/17(水) 07:09:49.91 ID:IjFsFhZz.net
>>12
非磁性という言葉は「強磁性に非ず」を意味してます

極端に言うと、世の中に磁性の無い物質は存在しません

15: 2014/12/17(水) 07:11:20.63 ID:ogT6TQjP.net
>>14
磁気相互作用をしない素粒子は・・・

18: 2014/12/17(水) 08:24:41.36 ID:owKMgOIu.net
>>14
だったら、弱磁性という表現を使うべきだよな
使わないのは何故?

21: 2014/12/17(水) 10:54:50.35 ID:gQG4pNOF.net
>>18
絶縁体とか断熱も似たようなもんよ

13: 2014/12/17(水) 06:39:29.35 ID:uskGxtk0.net
目指すは、マクスウェルの悪魔の実用化ですね?

17: 2014/12/17(水) 07:31:00.68 ID:XyJQ67Dk.net
「電子の運動が磁場で阻害されたら、熱伝導に影響が出る」そういうこと?

19: 2014/12/17(水) 10:12:10.97 ID:Xt/AdODG.net
熱の移動=プラズマ
国際熱核融合炉で使われているトカマク型で例えれば一目瞭然ですよw
プラズマを磁場で弾き返し、装置を保護した磁場とね

22: 2014/12/17(水) 11:42:43.80 ID:wyrq3C5F.net
ゼーベック効果:温度差により電圧(磁場)が発生。1821年発見
ペルティエ効果:ゼーベック効果の逆。電圧により熱が吸収・放出。1834年発見
熱ホール効果:温度差+磁場により熱の向きが変わる。2005年発見

熱ホール効果の発見までがやたら長い。

 

23: 2014/12/17(水) 11:55:43.74 ID:4bjsJwvV.net
実に面白い・・・さっぱり分からない!

20: 2014/12/17(水) 10:31:45.06 ID:/fb5U9cP.net
夏場は磁石を持ってると涼しい、と言うことですね