当旋转速度足够快时，冷物体可以将热量传递给热物体
本文转载自公众号物理研究更新
我们都知道热量从温度高的流向温度低的，但快速旋转可能会打破这一规律。来自西班牙光学研究所(IO-CSIC)的Juan Deop-Ruano和Alejandro Manjavacas预测，如果两个纳米级的圆盘彼此靠近并以高频率旋转，热量可能从冷的圆盘转移到热的。两人承认，至少在不久的将来，这种行为很难在实验室中重现，但他们希望这仍能激发出控制纳米级物体温度的新思路。
许多研究小组已经研究了纳米结构之间的辐射传热。同时，也有许多研究小组已经研究了所谓的卡西米尔扭矩作用在相对旋转的纳米结构上。Deop-Ruano和Manjavacas是第一个同时分析这两种效应的人。
他们研究了两个圆盘——一个热盘，一个冷盘——它们的大小和间距都比热辐射的主要波长小得多。在这种情况下，圆盘近似为简单的电偶极子，它们的相互作用是热辐射和卡西米尔扭矩效应的组合。研究人员计算了圆盘之间的能量传递，发现一个快速旋转的冷圆盘给热圆盘的能量比它接收的能量要多。Manjavacas说：“旋转改变了圆盘热辐射的能量分布，使它们有效地表现为具有不同的温度。”
要在1 K左右的温度下观测到这种反向热流，物体需要以100 GHz的速度旋转。最近，实验人员成功地使纳米结构以几GHz的速度旋转，所以Deop-Ruano和Manjavacas希望技术进步可以在未来检验他们的预测。
参考：
J. R. Deop-Ruano and A. Manjavacas, “Control of the radiative heat transfer in a pair of rotating nanostructures,” Phys. Rev. Lett. 130, 133605 (2023).