【物理】50年以上前予測の現象 世界初観測 曲がった金属に電気流すと…[05/22]

1しじみ ★2018/05/22(火) 04:57:30.65ID:CAP_USER
磁石の性質がある曲がった金属に、電気を流すだけで温度が上がったり下がったりする現象を世界で初めて観測したと、
日本の物質・材料研究機構などのグループが発表し、
コンピューターの新しい冷却技術などにつながる可能性があると注目されています。

茨城県つくば市にある物質・材料研究機構のグループは、わずかな温度変化も測れる最先端の装置を使って、
磁石の性質がある、カタカナのコの字型に曲げられた「ニッケル」という金属に、電気を流して温度の変化を測定しました。

その結果、金属の曲がっている部分で、温度がわずかに上がったり、下がったりして、
電流が増えるほどその度合いが増す現象を世界で初めて観測しました。

グループによりますと、この現象は50年以上前に存在が予測されていましたが、
これまで観測された例はなく、
電気を熱に変える研究の進展やコンピューターの新しい冷却技術などにつながる可能性があると注目されています。

物質・材料研究機構の内田健一グループリーダーは「ニッケルという身近な材料にも、
まだ、新しい物理現象が眠っているんだと驚きました。
電気を流すだけで、振動も騒音もなく小さいところに組み込めるので、
新しい熱制御の原理につながると思う」と話していました。

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20180522/k10011447391000.html

95ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/22(火) 20:06:45.97ID:MMog2LE5
>>93
これ読んでわかんない用語は調べろ。
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20180522/
納得できなかったら東北大に入って頑張って担当者探して教えてもらえ。
それもやる気なきゃ自分で理解するのは無理だと諦めろ。

96ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/22(火) 20:13:52.07ID:63fEQ8LT
そうすると電子回路も直角に曲がっているよりカーブさせたほうがいいとかあるの?

97ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/22(火) 20:14:52.09ID:aj0nYLwg
>>93
違うってーの。
発表者自身も気づいてないだろうが
仕組みは>>77のとおりだ。

もっと簡単に言ってやる。
曲げることによってその箇所の抵抗が小さくなれば
吸熱になるんだよ。温度が下がる。

普通は曲げることによって抵抗は大きくなるので発熱するのだが、
何らかの理由で抵抗が小さくなれば、その箇所での
電子の熱振動(平均自由行程と平均速度)が大きくなる。そこへ隣接箇所から
熱振動の小さい電子が流入するとコイツらによってその箇所にいた電子の熱振動エネルギーが奪われてしまうから
温度が隣接部分より下がってしまうってことになるんだよ。

抵抗を下がればいいってことだな。
曲げることや磁化でもいい。
他に方法を探してみろ。

くっくっく

98ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/22(火) 20:16:25.21ID:aj0nYLwg
>>95
それ読んでも分かるが
ペルチェ効果と言ってウヤムヤにしてるだけで
その抵抗がどうなるか気づいていないな。

くっくっく

99ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/22(火) 20:23:22.70ID:OqTKFh8I
まあつくばって学園都市とは言うけど結局第一線の研究者は
東京や神奈川の中研にいるもんね

二線級以下の奴らを少しでも安いコストで何となく囲うためにあるのが
つくばの本質

100ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/22(火) 20:27:45.54ID:fqKGXG5j
>>61
自分の専門分野じゃなくても科学研究の基本的な考え方やアプローチっていうのは共通している
そういう素養がある記者なら読者はこういうことがわからないだろうな、知りたいだろうなというツボをおさえて
適切な質問や取材ができると思うんだけどそういう記事が書ける記者って少ないね

101ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/22(火) 22:48:29.59ID:lDCAYmwL
>>97
よくもまぁそんな適当でクソデタラメな書き込みできるな

>>20のリンク先よく読めよ

曲がってるかどうかは本質とは無関係
磁化と電流の角度が重要

102ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 01:33:21.53ID:+YNPy0Fe
俺の曲がったちんこは伸びると予想

103ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 01:54:14.95ID:38SjpXBl
温度が上がるのはなんとなく分かるけど下がるのが分からないな

104ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 02:12:29.32ID:YjGqsPNQ
今まで発見されてない程度の微量の変化なら実用化はないだろうな
冷却や加熱に使えるほどならとっくに発見されてる

105ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 02:23:52.67ID:DOgzewSq
誰それが言った、とNHKが言った
なので>>1だけでは正確なことはわからん

106ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 03:02:47.33ID:GymjZmmW
逆に温度差から電流つくれないかな

107ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 04:48:45.48ID:L9ScZ7HV
 


>>106

一般には可能。
いわゆる原子力電池と言われるようなものはたいていその原理を使っている。
但し、異種金属の接合を使用している。

今回のものが、異種金属接合を上回るメリットが出せれば使われるようになる。
かなり難しいと思うが。


 

108ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 04:52:34.00ID:L9ScZ7HV
 


>>103

負の熱を発生させてる訳じゃないんだよ。
電子を移動させて電子と共に熱も移動させてるのさ。
一種の熱ポンプ。

そこらへんは半導体を勉強すると分かる。
半導体以外を勉強しても分かるかもしれないが、
俺は半導体を勉強して知った。


 

109ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 04:59:00.02ID:L9ScZ7HV
 


一般には内部エネルギーと言えば熱と思われがちだけど、
それとは別に、温度が同じでも物質固有のエネルギー準位と言うものがある。

この辺を理解してないと聞いても分からん話だよ。


 

110ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 09:21:08.43ID:M04P0HMk
ペルチェ効果と同じじゃないのかな?

111ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 09:26:55.32ID:lE1ZbGCC
ノーベル賞級の発見だ!

112ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 09:59:28.22ID:266FkdHB
>>102
もう冷え切ってますね ( ̄人 ̄)チーン

113ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 12:37:58.72ID:zCM+ZhQf
さらに何か所も曲げるとどうなるの?

114ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 12:42:05.63ID:cWbbx+0T
ん?コイルだとまんまんやん

115ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 12:57:43.43ID:3DGt99O0
>>104
本当に起こるかどうか確認できない現象だからその原理を応用しようなんて思う人がいなかっただけじゃない。

116ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 12:59:01.89ID:6fv6nrip
>>107
少なくとも発熱や外気温が問題な場合の小技みたいに使えるんじゃないか?

117ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 13:18:31.06ID:S+YRIRWe
精密装置のケーブル曲げれば信号変わるの誰でも知ってるけど
曲げれば抵抗かわる事とは違うのか

118ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 13:20:19.30ID:1OYljUYV
何故、温度が変化するのか
実に、興味深い
現象には必ず理由がある

119ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 13:33:35.13ID:p+tHIBuS
ぺるちぇ?
おいしいのかそれ?

120ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 17:41:01.78ID:huHw/zc7
>>109
原子間結合≒電子のエネルギー状態について不連続なエネルギー準位であらわすけど
熱は分子の運動エネルギーなどの積分的総体だからねえ
ミクロの量子状態とマクロの力学・熱力学的状態の違い

121ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 18:29:25.07ID:A3MliOTY
>>103
真実は>>97のとおりだ。

抵抗の大きい箇所から小さい箇所へ
電子が流れ込むと吸熱して温度が下がる。

抵抗の大きい箇所の電子は動きが悪く、
平均自由行程と平均速度が小さい。
つまり、運動エネルギーが小さい。

それらが抵抗の小さい箇所へ流れ込むと
そこにいる動きのいい電子の運動エネルギーを
衝突を介して奪うことになり、そこの電子全体の
運動エネルギーが小さくなってしまう。

電子の運動の激しさは、原子振動と並んで
物質の熱源(振動と電磁放射)であるので
以上により
「抵抗の大きい箇所から小さい箇所に電子が流れ込むと温度が下がる」ことになる。

実はこれに気づいてるのかどうかこそが
本質的に重要なのだ。

122ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 18:41:31.14ID:A3MliOTY
まとめると、
電流を流さなければ抵抗の大きい箇所と小さい箇所では
電子の熱振動エネルギー(運動エネルギー)が違っても
温度としては同じ。抵抗が違うということは物性が違うということなので
同じ温度でも電子の運動の激しさが違うということ。

電流を流せば上の説明のとおり。
電流を流さないときに比べて電子の熱振動エネルギーが小さくなってしまうので
温度が下がることになる。

123ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 18:51:25.01ID:A3MliOTY
で、
「磁化」と「曲げ」によって
抵抗の違う箇所を作ったってことなんだな。

電子のスピンとか量子論とか
そんな空想はどうでもいいってこと。

本質は抵抗の違いにある。
だからこれ以外の方法で連続的な物質において
抵抗を大きく変化させた場合に吸熱(温度低下)が起こるかどうか
実験してみればいい。

何か賞がもらえるかもしれないが、現象としては
わずかな効果だろうから実用化なんてないなー

124ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 18:58:40.45ID:A3MliOTY
最後に。
同じ電流を流すことになるので、
抵抗の小さい箇所は大きい箇所よりもジュール熱は小さいので
単純に比較すれば温度が低くて当たり前になる。このバックボーンを
除去した上で温度低下が起こっているのかが大事。

では頑張れよw

125ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 19:06:15.36ID:17PA2Pw8
>>123
抵抗の違いだけでペルチェ効果やゼーベック効果が起きるというなら、層状強相関電子系で層に垂直方向に電流流してみろ

126ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 19:13:09.15ID:A3MliOTY
ああ、それと
ペルチェ効果なんかは電子のエネルギーに加えて
電子濃度も大きなファクターだからな。

異なる物質の接合だからエネルギーと濃度が大きく異なる電子の
衝突が可能であって大きな温度変化が得られる。
それがペルチェ効果の強みであって、これを多少の磁化や曲げなどで
対抗するにはまず無理。

では。

127ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 19:54:50.50ID:srzjhC++
>>1
【STAP 細胞はあります】、【常温超電導物質が観測されました】・・・・
実験条件がハッキリしない? 計測データがハッキリしない。 電流値? 周波数? 温度変化?
金属材料は不純物? ないとは言わないが。再現できるの(材料のミス、計測ミス、装置のミス・・・)?
異種金属のゼーベック効果と、どう違うのですか?

128ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 20:03:27.31ID:Is4m/m1H
>>16
1万ボルトは電圧なので、かけることは出来ても流せない
流せるのは電流(1万アンペアとか)

129ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 20:13:24.70ID:L9ScZ7HV
 


>>120

外部から熱を加えると電子は励起されて上の準位に遷移するって知らないのかな...


 

130ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 21:25:03.83ID:9xP1yaRO
コードリール巻いたまま使うと発火することもあるらしいし。

131ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 21:34:44.36ID:pd1u7tOt
>>129
その熱の与え方が電磁波なのか接触なのか知らないけど
それを持ち出すならエネルギー準位の縮退を解くと結合の振動や回転・角度
も含むことを意味するから電磁気的要素と熱力学的要素の区別が小さくなって
自分の主張を否定していることになる

別にどっちでもいいけどね。所詮人間の自然理解の見方の一つに過ぎない
本質からは遠い

132ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/23(水) 23:00:57.06ID:0yQLADqE
>電気を熱に変える研究の進展やコンピューターの新しい冷却技術などにつながる可能性があると注目されています。

実用化が未来永劫無い時に使う文章だね
物性研究としては面白そうだけど
これまで観測出来なかったわずかな温度変化が測定出来る装置は売れそう

133ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/24(木) 03:38:19.60ID:qaGJX/8j
 


>>131

これ以上話をしても無駄というのは伝わって来た。
>>120を見た時点で放置で良かったと反省した。


 

134ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/24(木) 06:41:59.81ID:zCbngO5h
>>126
電子の衝突とか言ってる時点で
ペルチェ効果を全く理解できてないやん

135ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/24(木) 08:11:19.30ID:8AyLqGy2
無駄無駄言うならその無駄なスペース改行どうにかしろ
リソース無駄に使うな駄人間

136ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/24(木) 10:05:40.30ID:w1m7B6mV
もっと日本の科学者とかips細胞研究に
予算や投資してほしい

137ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/24(木) 21:12:13.72ID:0dndHtae
コの字金属どうやって作ったんだろ。曲げ?削り出し?

138ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/24(木) 22:14:04.04ID:EBItAZMc
>>137
粉末冶金や鋳造かもしれぬぞ 

まあ、削りだしじゃないかな 曲部が太いし

139ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/25(金) 01:30:24.31ID:3Ad9keX8
>>134
既存の間違った理論を信じるのは勝手だからな。

エネルギーの小さい電子が
エネルギーの大きい電子の領域へ侵入すると
衝突を介して前者によって後者のエネルギーが下げられるから
温度も下がる。

それがペルチェ効果の本質。
それを実現するために
異なる物質を接合して電流を流す。

要は、本来その領域の電子がその温度で持つべきエネルギーより
小さいエネルギーの電子を流し込んだらそれ以下に冷えるということで、
エアコンの冷媒を流し込む仕組みと同じようなもの。

まあ、これほどシンプルに説明できる人間はいないだろうけどな、

140ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/25(金) 02:13:25.98ID:bLeJhn1X
>>138
削り出しじゃ磁石曲げた事にならないよ

141ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/25(金) 07:10:44.84ID:j/WPWdJf
>>140
異方性磁場で磁化させりゃいい

142ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/25(金) 07:17:05.20ID:j/WPWdJf
今ソース見てきたけど、全体的に単一方向に磁化させてるぞ

143ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/25(金) 14:55:46.06ID:3Ad9keX8
>>142
電流の方向と磁化の方向を合わせれば
2つのコの字の箇所は非対称になるだろ。
だから発熱と吸熱になる。

144ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/25(金) 16:36:23.75ID:3Ad9keX8
まあ、ペルチェ効果と言えばそうなんだが、
実質は異方性磁気抵抗効果だな。

磁化された物質の電気抵抗は方向によって異なる。まず、
コの字の最初の直線部分は電流と磁化がもろに垂直なので
ローレンツ力を受けて電子は回転運動しようとするから衝突散乱で
その平均速度が遅くなる、すなわち電気抵抗が大きい。

次にコの字の次の直線部分では電流と磁化が平行なので
ローレンツ力を受けずに電子の平均速度が速い、すなわち電気抵抗が小さい。

こういうふうに電気抵抗の異なる物質では
電子のエネルギーが違うのでそれらが出会うとエネルギーが
片方に奪われるから発熱か吸熱が起きる。
>>139のとおり。

145ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/13(水) 22:38:41.16ID:peqKzcm2
警察、創価と在日マフィアによる集団ストーカーの証拠動画。
警察車両ナンバー入り/
https://www.youtube.com/watch?v=gTOBN1AkSz0
https://www.youtube.com/watch?v=bbPcpPwO3ug
https://www.youtube.com/watch?v=de1jeSPGGNo

恐ろしくてお漏らししそう・ω・`  

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