За пределами черного тела

Теория радиационного теплообмена между телами, разработанная М. Планком, ограничивает сверху эффективность теплообмена (предел черного тела). Однако это ограничение имеет место лишь в том случае, когда длина волны излучения намного меньше размеров тел и расстояния между ними. При обратном соотношении масштабов — то есть в нанотехнике — теплообмен происходит в ближнем поле и может выходить за указанное ограничение. Теоретические расчеты показывали, что аналогичный эффект усиления возможен и на больших расстояниях. Этот вывод впервые подтвержден в эксперименте, проведенном в Мичиганском университете (США). Был исследован теплообмен в вакууме между плоскими пластинами, имеющими толщину, намного меньшую длины волны, и находящимися в тепловом контакте с резисторами. Переменный ток, пропускаемый через резистор у первой пластины, периодически ее нагревал. Излучаемое тепло передавалось второй пластине. Исследователи измеряли колебания тока, протекающего через второй резистор, которые возникали за счет тепловой модуляции его сопротивления. В результате удалось достигнуть в 100 раз большего теплообмена, чем это следует из предела черного тела. При этом скорость теплопередачи хорошо согласуется с расчетами, выполненными в рамках флуктуационной электродинамики (УФН 2018, т. 188, с. 1080).