Чтобы доказать свою теорию, ученым пришлось использовать новую область физики. При доказательстве увеличения мощности они опирались на зарождающуюся область стохастической термодинамики и расширили знаменитую теорему Найквиста.
Мы уже писали о том, что команда физиков университета Арканзаса успешно разработала схему, способную улавливать тепловое движение графена и превращать его в электрический ток.
Статья «Флуктуационно-индуцированный ток от автономного графена» опубликованная в журнале Physical Review E , является доказательством теории, разработанной физиками в Университете штата Аризона три года назад. Согласно ей, графен в свободном положении - один слой атомов карбона - деформируется таким образом, что может производить энергию.
Исследование вступает в диссонанс с уже существующими теориями. Например, оно прямо противоречит работе знаменитого физика Ричарда Фейнмана, который предположил, что с тепловым движением атомов, известным как броуновское движение, нельзя работать.
Однако команда Тибадо обнаружила то, что ранее считалось невозможным: при комнатной температуре тепловое движение графена действительно вызывает переменный ток, это стало возможно благодаря схеме с двумя диодами вместо одного для преобразования переменного тока в постоянный. Диоды были расположены напротив друг друга.
«Мы обнаружили, что поведение диодов при включении-выключении и переключении на самом деле усиливает подаваемую мощность, а не снижает ее, как считалось ранее», - сказал Тибадо. «Скорость изменения сопротивления, обеспечиваемого диодами, добавляет дополнительный фактор к мощности».
Чтобы доказать свою теорию, команде пришлось использовать новую область физики. «При доказательстве увеличения мощности мы опирались на зарождающуюся область стохастической термодинамики и расширили знаменитую теорему Найквиста почти столетней давности», - сказал соавтор Прадип Кумар, доцент физики.
Теорема отсчётов - фундаментальное утверждение в области обработки сигналов на основе численных методов, связывающее непрерывные и дискретные сигналы – это теорема Котельникова (в англоязычной литературе — теорема Найквиста).
Непрерывные процессы, функции или сигналы называют аналоговыми (от слова аналог – нечто сходное, подобное чему-то, т.е. функция как модель является аналогом какому-то физическому процессу).
Аналоговый сигнал даже на конечном временном промежутке подразумевает набор бесконечного числа значений. Однако регистрирующие устройства, как правило фиксируют конечное число значений, поэтому мы получаем дискретные сигналы (дискретный от лат. discretus означает раздельный, состоящий из отдельных частей).
Команда также обнаружила, что относительно медленное движение графена индуцирует ток в цепи на низких частотах, что важно с технологической точки зрения, поскольку электроника работает более эффективно на более низких частотах.
«Люди могут подумать, что ток, протекающий через резистор, вызывает его нагрев, а броуновский ток - нет. Фактически, если бы не было тока, резистор остыл бы», - объяснил Тибадо. «Мы перенаправили ток в цепи и превратили его во что-то полезное».
