O grupo de Jiping Huang (Departamento de Física, Universidade Fudan) e o grupo de Cheng-Wei Qiu (Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Nacional de Cingapura) colaboraram para concluir este estudo publicado na National Science Review . Eles encontraram um novo mecanismo para gerar perfis de temperatura assimétricos sem modulação dinâmica. Especificamente, condutividades térmicas graduadas podem induzir a advecção imitada em condução pura e passiva, que tem um efeito de campo de temperatura semelhante à advecção real. Com a advecção imitada, o calor poderia convergir espontaneamente para o centro como buracos negros.
As equipes demonstraram experimentalmente a advecção imitada induzida por condutividades térmicas graduadas, uma contrapartida aos índices de refração graduais responsáveis ​​pelo momento efetivo na fotônica. Assim, perfis de temperatura assimétricos ainda podem ser observados em direções opostas, embora o sistema não tenha modulação dinâmica. Além disso, a perda de energia resultante da convecção natural e da radiação térmica em experimentos poderia facilitar fluxos de calor assimétricos em direções opostas.

Os pesquisadores projetaram ainda a advecção imitada para apontar para o centro. Assim, os pontos quentes ao redor podem ficar presos em direção ao centro, como buracos negros. A teoria da transformação conforme poderia explicar a base física para ligar parâmetros graduados e espaço-tempo curvilíneo. Inspirados em buracos negros rotacionais, eles também realizaram uma transformação de rotação em parâmetros graduados para demonstrar o aprisionamento térmico rotacional.

Tanto as simulações quanto os experimentos verificaram seus projetos. Especificamente, eles fabricaram duas amostras para demonstrar o aprisionamento térmico normal e rotacional. Três materiais comuns (ou seja, cobre, ferro e aço) aumentaram o gradiente de condutividade térmica. Essas duas amostras foram colocadas em um banho de água gelada como fonte fria para medição. As pistolas de calor geraram pontos quentes, que poderiam produzir uma temperatura inicial constante. Em seguida, foram observados os dois tipos de aprisionamento térmico.

A advecção térmica é crucial para a física não-hermitiana e não recíproca. Uma vez que a advecção imitada tem quase o mesmo efeito de campo de temperatura que a advecção realista, é promissora revelar fenômenos não-hermitianos e não recíprocos com metadispositivos de condução de calor graduada.

Além disso, devido à difusão térmica assimétrica induzida pela advecção imitada, os metadispositivos de condução de calor graduada têm aplicações potenciais para recuperação de calor residual e afunilamento térmico. Uma vantagem significativa é o consumo zero de energia porque não são necessários drives externos. Esses resultados também podem trazer novos pensamentos e perspectivas ligando sistemas de difusão (por exemplo, termótica e dinâmica de partículas), sistemas de ondas (por exemplo, fotônica e acústica) e sistemas cosmológicos (por exemplo, buracos negros e buracos de minhoca). + Explorar mais

Retificação de calor via nanomesh de grafeno assimétrico suspenso