【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… : サイバーニュース

1 ：しじみ ★ 2018/05/22(火) 04:57:30.65 ID:CAP_USER.net

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。

https://www3.nhk.or.jp/news/html/20180522/k10011447391000.html

3 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:07:53.98 ID:QJxx/O/8.net
下がることもあるのか？
磁性お帯びる合金しだいではコンプレッサーもペルチェも要らないエアコンとか出来るのか？

4 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:09:08.96 ID:dRuigcRE.net
ようわからんけど
これで地球の温暖化も解決やな

5 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:20:45.97 ID:RzTqiIwD.net
曲げると抵抗が高くなったり低くなったりと聞こえるんだが
金属の厚さや長さが変わるって事なんだろうな

6 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:24:05.31 ID:25J0WO1o.net
またノーベル賞＼(^o^)／クルー？

7 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:29:02.76 ID:kO7KcWtJ.net
熱を電流にも出来るのかしらでも精密測定しないと測れないんじゃ実用化はどうだか

8 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:36:40.85 ID:C56obKbg.net
電子が曲がる事で抵抗が出来るという事？

9 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:45:23.05 ID:dDVkjVg5.net
単に曲げたところの断面積が小さくなって抵抗が増えるとか、
曲げたところの金属の密度が上がるとかではないのか

10 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 05:59:16.75 ID:htaVb2We.net
比抵抗率の差だけでなるんかな

12 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 06:06:59.83 ID:6waHQIrD.net
電子もコーナーリングには減速するってこと？

14 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 06:12:07.46 ID:N+nlmX3f.net
電気って伝導体の表面を流れたり中心付近を流れたりするしね。
ADSLも電線の表面を信号が流れるっていうけど関係あるかな。
抵抗値が変わるんかな。

16 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 06:20:18.32 ID:JmgkYad1.net
１万ボルトも流せば温度も上がる

17 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 06:34:41.97 ID:BHG4dR2K.net
曲がった金属、というか金属の曲がった部分か、それの作り方って気もする。
棒を塑性加工したんなら微細結晶同士のずれで電気抵抗が変わるとか。

一応、記事見出しだと磁性体であることによる電磁気的な作用だと
見当をつけてるみたいだけどね。ネルンスト効果とかの関連?

21 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 07:06:38.72 ID:Sr7d6YXu.net

>>17
吸熱をどうやって説明するんだ？

19 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 06:44:59.03 ID:XsslZUv7.net
直流か交流でも違うし、電流を流すと磁気が発生しそれと元々の磁性体と作用するのかなあ

20 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 07:01:11.92 ID:Sr7d6YXu.net
電流を曲げるだけで熱制御可能な「異方性磁気ペルチェ効果」を観測
http://www.nims.go.jp/news/press/2018/05/201805220.html

Observation of anisotropic magneto-Peltier effect in nickel
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0143-x

普通のペルチェ効果：ペルチェ係数の異なる金属同士の接合

異方性磁気ペルチェ効果：ペルチェ係数が電流-磁化がなす角度に依存して変化→単一の磁性金属で実現可能

30 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 07:58:29.99 ID:O1SYkPYF.net

>>20
なぜそっちをソースにしなかったのか、問い詰めたい

53 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 11:23:19.87 ID:aVQzyF3B.net

>>20 有能
>>1　無能

22 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 07:08:20.26 ID:V25WHdx0.net
磁性体の磁化の方向と電流の流れる方向のなす角度に依存して、ペルチェ効果の性能が変化する振る舞いが観測されました。
磁性体において、電子のスピン（磁気）(2)の効果によって、温度差を電気に変換するゼーベック効果が磁化の方向に依存して変化する現象は以前から観測されていましたが、その逆過程である異方性磁気ペルチェ効果については本研究が初めての観測例になります。

23 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 07:13:44.76 ID:Sr7d6YXu.net
・外部磁界の方向変えると吸熱発熱の場所が変わる
・発熱量、吸熱量が電流量に依存する
・ニッケルでは通常のペルチェ効果の数%程度なのが難点
・スピン軌道相互作用の大きな元素(PtやPd)をちょっと混ぜると効果増大

ってことで
異方性磁気ペルチェ効果であることは間違いない様子

24 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 07:29:34.59 ID:BHG4dR2K.net
>>1 には外部磁界のこと書いてないじゃん。
金属に流した電流と自己誘導磁界だけで生じる現象かとワクワクしたのに。

31 ：エラ通信 2018/05/22(火) 08:00:17.18 ID:EvdFAhOY.net
ちとわからんので、こういう理解でいい?

・電流ってのは、分子の上で渦巻いている“渦巻き”の動静で、
これの抵抗（ロスと発熱）がゼロになるのがいわゆる超伝導

・今回、これをコの字におりまげたら、渦巻き間の距離が縮まって、
より抵抗と発熱量が増したことが観測された。

36 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 08:23:18.89 ID:O1SYkPYF.net

>>31
いままで異なる物質を結合させないと起きなかったペルチェ効果が
単一の物質で起きることを確認した

というニュース
>>20のリンク先を読む

39 ：エラ通信 2018/05/22(火) 08:30:24.84 ID:EvdFAhOY.net

>>36
ベルチェ効果は、ことなる物質間の半導体構造において
温度差が電圧に置き換わる現象であり、
それが同一物質間でもおきる、と現象が確認された、ってことみたいだけど

>>１の発熱がベルチェ効果と確認されたことについてはやっぱり理解できないんだよな・・・

43 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 09:26:44.30 ID:2UNLBd+L.net
深く考えすぎだよお前ら

磁化と電流の方向の違いでエネルギー準位が変わるから
進行方向にエネルギーギャップが正ならその分だけ吸熱し
負ならその分だけ発熱する

エネルギーギャップの由来以外はトムソン効果や通常のペルチェ効果と同じ原理

44 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 09:28:23.79 ID:w83MNqAs.net
曲げたらコイル成分になるんじゃないの

46 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 09:33:57.04 ID:5PL/Uvsi.net
逆に意図せず異方性の金属使うと回路が発熱（冷却）するよってことも言えるよな

49 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 09:52:39.14 ID:I3HqjUcu.net

>>46
この効果で熱の問題が生じる程度の材料ならジュール熱ですぐさまぶっ壊れる

47 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 09:43:09.47 ID:74mwKaPg.net
変化が微量なので測定できなかったんだろ。
これを利用するのはどうしたらいいものかね。

50 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 09:58:20.97 ID:xZ9PR/hL.net
曲がった金属に熱を加えると
曲がった部分外側は少しだけ温度が低い時間がありそうだけど

51 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 10:02:14.70 ID:2UNLBd+L.net
曲がってるかどうかは本質ではない

自発磁化が途中で
→←
となっている真っ直ぐな強磁性体ワイヤーに電流を流しても
同じ効果は表れる

58 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 13:04:17.10 ID:IAiZ0pA3.net
電線ってなんで電気流しても熱くならないのか今まで不思議だったわ

59 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 13:18:14.48 ID:DgvRsC0O.net

>>58
熱くなる。
熱は、でもトランスに集中するけどね。

交流の正弦波形にノイズが入り、正常な波形が失われると、その分の電気は変圧時には伝わらなくなる。
それで損失分の電力がその経路で熱として放出されるんだ。

70 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 15:59:54.32 ID:DOALsSyl.net
発熱はまだ分かるけど冷えるのが不思議だわ

71 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 16:15:28.68 ID:cyt+qH1z.net
レーザー光を当てれば冷えたりするレーザー冷却もあるし
外的エネルギーを加えれば温度が上昇する（分子振動が激しくなる）とは限らない

77 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 18:48:12.14 ID:aj0nYLwg.net
お前らはまったく基本が理解できてないな。
こんなもん簡単だろ、ペルチェ効果とゼーベック効果がちゃんと定性的に理解できていればな。

どちらも「電子の熱振動の激しさの違い」が原因なのは分かってんのか？
ペルチェ効果は、熱振動の激しいほうからそうでないほうに電子を流すと温度が上がる。その逆側は熱振動の激しくないほうから激しいほうに流すことになるから温度が下がる。ゼーベック効果は、電子の熱振動の激しさ比べであって勝ったほうから負けたほうへ電子が流れ込む。

要は電子の熱振動に違いがあれば発熱と吸熱、または起電力が発生するのは当たり前なわけ。

それには電流を流すこと、温度差を作ること以外に今回みたいに曲げること、磁化の違いを作ることも普通に考えられて当たり前。

曲げればその個所の電子の熱振動が周辺と変わってくる。磁化が違っても同じこと。
だから熱振動の違う電子が流入すれば発熱や吸熱が起こって当たり前。

電子の熱振動の違いを作る方法を他にも考えてみろよお前ら。
頑張れw

79 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 18:53:53.50 ID:aj0nYLwg.net
ちなみに
「電流が増えるほどその度合いが増す」のは
流れ込む「熱い」あるいは「冷たい」熱振動電子の量が増えるから。

簡単だろ？
お前らも少しは定性的に物理を考えろよ。
数式いじりの物理知らずではダメだぞ。

くっくっく

80 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 19:00:10.12 ID:Du1IiQzC.net

>>79
熱振動て周波数を言いたいのか
熱じゃダメだろ
高い周波数じゃね
熱を利用するなら磁性を失うように向きがバラバラにする必要があるだろ
素材次第じゃね

83 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/22(火) 19:05:40.99 ID:aj0nYLwg.net

>>80
周波数？
電子の熱振動ってのは
熱エネルギーによるランダムな衝突運動のことだぞ。

104 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/23(水) 02:12:29.32 ID:YjGqsPNQ.net
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

115 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/23(水) 12:57:43.43 ID:3DGt99O0.net

>>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。

106 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/23(水) 03:02:47.33 ID:GymjZmmW.net
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) 04:48:45.48 ID:L9ScZ7HV.net

>>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。

116 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/23(水) 12:59:01.89 ID:6fv6nrip.net

>>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？

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

117 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ 2018/05/23(水) 13:18:31.06 ID:S+YRIRWe.net
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

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

(´･ω･`) 今までの2種類の金属使うのより小型化できそう？