اجسام در حالت عادی فوتون‌های تابشی گرمایی را در جهات تصادفی از خود تابش می‌کنند و بنابراین هر چه شما به جسمی نزدیک‌تر باشید، می توانید گرمای بیشتری را دریافت کنید. اما این اثر در ابعاد میکرومتری در هم می‌شکند، به طوری که اجسام در این فواصل گرمای کمتری را با یکدیگر مبادله می‌کنند.

گرمای ناشی از یک شومینه می‌تواند دستان شما را از فاصله دور نیز گرم کند. اما این انتقال گرمای تابشی هنگامی که فواصل در حد یک میکرون یا کمتر هستند می‌تواند رفتار غیر منتظره‌ای را از خود بروز بدهد. محاسبات جدید نشان می‌دهند که در موارد خاص، دو جسم می‌توانند با نزدیک شدن به یکدیگر گرمای کمتری را مبادله کنند. این اثر غیر عادی پیش‌تر نیز شناخته شده بود، اما اکنون برای نخستین بار معلوم شده است که چنین پدیده‌ای ناشی از خنثی سازی امواج ناپایدار کوتاه برد است. درک بهتر انتقال گرما در فواصل بسیار نزدیک می‌تواند در سیستم‌های فوتو-ولتاژی گرمایی و نانو لیتوگرافی گرمایی کاربرد داشته باشد.

همه اجسام، فوتون‌های گرمایی را به شکل تصادفی در جهات مختلف از خود گسیل می‌کنند. بنابراین هر چقدر شما به یک جسم نزدیک‌تر باشید تابش بیشتری را دریافت خواهید نمود. با این حال زمانی که دو جسم تا فاصله کمتر از طول موج یک فوتون گرمایی معمولی به هم نزدیک می‌شوند، می‌توانند روی نحوه تابش یکدیگر اثر بگذارند. اثراتی از این نوع که آثار میدان نزدیک نامیده می‌شوند می‌توانند باعث افزایش یا کاهش مقدار گرمای مبادله شده شوند.

تحقیقات پیشین  معمولا با استفاده از ورقه‌های تخت و نانو ذرات در فواصل بسیار کوچک انجام می‌گرفت. اخیرا آلجاندرو رودریگز (Alejandro Rodriguez) و همکارانش از دانشگاه هاروارد در تحقیقات خودشان از شکل‌های پیچیده برای مطالعه اثرات هندسه در این پدیده استفاده کرده‌اند. در واقع آن‌ها با قرار دادن استوانه‌ای به طول یک میکرون در بالای یک حلقه تخت، مبادله گرما میان این دو جسم را مشاهده نمودند و دریافتند چنانچه اختلاف دمای میان استوانه و حلقه به اندازه 300 درجه سلسیوس باشد، مبادله گرما هنگامی که استوانه در فاصله نیم میکرون از حلقه قرار دارد بیشینه می‌شود و با نزدیک‌تر کردن استوانه به حلقه شروع به کاهش می‌نماید. گروه رودریگز این پدیده را بر اساس تابش دو قطبی از استوانه توضیح می‌دهند. هنگامی که استوانه و حلقه به اندازه کافی از یکدیگر دور هستند، این تابش باعث ایجاد امواج سطحی ناپایدار در حلقه می‌شود که این امواج گرما را منتقل می‌کنند. اما هنگامی که استوانه به اندازه کافی به حلقه نزدیک می‌شود، میدان دو قطبی در راستای عمود بر سطح حلقه قرار می‌گیرد و بازدهی حلقه در انتقال گرما را به شدت کاهش می‌دهد.

منبع:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.110.014301