طريقة ممكنة جديدة لتبربد رقائق الحاسب

طريقة ممكنة جديدة لتبريد رقائق الحاسوب

26 فبراير 2020
الكاتب: بوب ييركا
Science X Network, Phys.org

لقد طوّر فريق من الباحثين في جامعة ستانفورد طريقة نظريّة لتبريد الأجسام الساخنة. في ورقتهم العلمية المنشورة في مجلة Physical Review Letters،
وضعت المجموعة وصفا لدراستهم للإشعاع الحراري وكيف يمكن تعزيزه لتبريد الجسم المطلوب.

إن الأجسام الموجودة حولنا تشع بالحرارة وتتلقاها (أي الحرارةَ) من محيطها أيضا. وقد أظهر بحث سابق أن الحرارة المشعّة من جسم ما تشعّ كذلك في الطيف، وأنها تصل للذروة في تردد معين محدد بدرجة حرارة الجسم. فعندما يكون عدد الفوتونات الواردة أكبر من عدد الفوتونات الصادرة، ستزداد حرارة الجِسم. وفي ظل هذا البحث العلمي الجديد، سعى الباحثون إلى تخيل نوع جديد من أجهزة التبريد التي تعمل عبر عكس التبادل الحراري بين جسم ما وبيئته، وذلك بإضافة الطاقة -نظرياً- إلى الفوتونات المشعة. وهذا الأمر من شأنه أن يخلّص الجسم من قدر إضافي من الحرارة.

كانت فكرتهم تخيّل جهاز له “معامل انكسار” مميّز، إذ جُعل ليتغيّر جيبيّا مع الزمن. مثل هذا الجهاز – كما نظّروا – يمكن أن يستند إلى التقنيات (التكنولوجيا) الموجودة، كالمعدِّلات السمعية البصرية التي تتكوّن من مواد تتذبذب استجابة للموجات الصوتية، وبذلك فكلّ فوتون ينتقل عبر المواد المتذبذبة سيعزز طاقته. من جهة أخرى أيضا طرَح فريق البحث إمكانية تعديل مثل هذا الجهاز في نطاق معين من ترددات الفوتون لتتناسب مع محيط معين.

وقد تقدّم الباحثون بنظريتهم خطوةً إلى الأمام باقتراح طريقة لصنع جهاز يستند إلى نظريّاتهم، وذلك من خلال وضع طبقات من المواد الرفيعة ذات خصائص عزل جيدة فوق الجسم المُراد تبريده. ويمكن بعد ذلك استخدام مصدر ضوء لتعديل مُعامل كلّ طبقة، مما يعزّز طاقة الفوتونات التي تخرج من الجسم وينتج عنه زيادة تبريد الجسم أسفلَ هذه الطبقات.

يقر الباحثون بأن جهازا قائما على أفكارهم من المرجح أن يعمل فقط على أشياء صغيرة مثل رقائق الكمبيوتر. كما يلاحظون أيضا أن التبريد الناتج عن ذلك سوف يستهلك -بالطبع- طاقةً لتشغيل مصدر الضوء مثلا. ولكن حساباتهم أظهرت أن مثل هذا الجهاز سوف يعمل بكفاءة قصوى كما هو معرّف في الحركية (الديناميكا) الحرارية الكلاسيكية.

المصدر :

https://m.phys.org/news/2020-02-cool-chips.html