http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2009-08-08
新华网华盛顿8月3日电(记者任海军)美国麻省理工学院日前发布消息称，该校机械工程系美籍华裔教授陈刚领导的研究小组通过实验首次证实，在微距情况下，关于黑体辐射的普朗克定律并不适用。
普朗克定律由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年创建，是描述物体间热传导的基本法则，但是科学界一直怀疑此定律在物体极度接近时并不成立。由于很难保证两个物体在极度接近时不发生接触，通过实验证实这一定律在微距下的局限性也非常困难。
陈刚领导的研究小组通过二氧化硅制成的小球与平板首次克服了这种困难。在实验中，小球与平板即便接触，也只有一个接触点，从这一点开始将小球与平板分开，可以测出二者在不同距离下的辐射。测算结果显示，物体微距情况下的辐射可以达到普朗克公式预测结果的1000倍。
这项研究成果将刊登在美国《纳米通讯》杂志8月刊上，论文第一作者是毕业于华中科技大学的申盛，他目前正师从陈刚攻读博士研究生。
这项研究成果得到国际同行的高度评价。长期从事这一领域研究的英国帝国理工学院教授约翰·彭德里爵士说，这项研究成果“令人激动”，因为微距下测定物体温度非常困难，而“陈刚教授的实验完美地解决了这一难题”。
陈刚3日在接受新华社记者电话采访时表示，两个物体在微距情况下辐射非常强是二者的表面波造成的。表面波由电磁波和声子波混合而成，能量很大。他认为，这项研究成果有望应用于计算机硬盘、热光伏转换以及微机械系统等领域，但其应用也面临诸多挑战。
【新华网】
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中新网8月2日电 据美国《世界日报》报道，美国麻省理工学院(MIT)30日宣布，该校动力工程学华裔教授陈刚与其团队的研究，首次打破“黑体辐射定律”的公式，证实物体在极度近距时的热力传导，可以高到定律公式所预测的一千倍之多。该研究将在“NanoLetter”8月号科学杂志上发表。
德国物理学家普朗克(Max Planck)于1900年所创的“黑体辐射定律”(blackbody radiation law)是公认的物体间热力传导基本法则，虽然有物理学家怀疑此定律在两个物体极度接近时不能成立，但始终无法证明和提出实证。
普朗克的“黑体辐射定律”创定在不同温度下，此定律在绝大多数情况下都成立，但如何在极微小的距离中稳定控制物体，达成能量传导的测试有极高的困难度。百多年来，科学家始终无法突破。而普朗克也对此定律在微距物体间是否仍成立，持保留态度。
中国华中科技大学、柏克莱加州大学出身的陈刚是知名的纳米热电材料和流体学者。他的研究团队采用方位较易控制的小玻璃珠对着平面物体的方式，取代在纳米(10亿分之一米)距离中根本不可能不碰触的两平行平面体；并采用双金属臂梁(bi-metallic cantilever)科技的原子能动力显微镜去精准地测量两物体间的温度变化。
麻省理工学院表示，陈刚团队的研究成果，证实科学家所预言但无法实证的理论，已获得国际间同领域学者的喝彩。
此项发现不但让人们对基本物理有进一步的了解，对改良计算机数据储存用的硬盘(hard disks)的“记录头”(recording head)，以及发展储聚能源的新设计等工业应用上十分重要。
陈刚说，目前计算机使用的硬盘，记录头与硬盘表面约有五至六纳米的距离，记录头容易发热，而研究员一直在寻找控制热力的方法。热力传导和控制是磁力储存(magnetic storage)领域十分重要的一环，此类应用也将因陈刚的发现而迅速发展。
新的发现也能帮助开发新一代的能源转换装置。除了实际的应用，陈刚说，此研究也提供对基本物理进一步了解的有用工具。(唐嘉丽)
【中新网】
