Физики поправили закон Планка для аэрозолей

Австрийские ученые обнаружили, что модифицированный закон Планка для излучения частиц не выполняется для микроскопических кремниевых нитей. По словам исследователей, это может иметь самые серьезные последствия для существующих в настоящее время климатических моделей, поскольку планковский закон используется для анализа излучения аэрозолей. Статья ученых пока не принята к публикации, однако, ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Закон Планка описывает интенсивность излучения абсолютно черного тела - физической абстракции, представляющей собой тело, полностью поглощающее упавшее на него излучение. В частности, он утверждает, что этот параметр определяется температурой тела и длиной волны.

В реальной жизни абсолютно черные тела не встречаются, поэтому используется понятие серого тела, то есть тела, у которого интенсивность излучения для данной температуры получается из интенсивности абсолютно черного тела умножением на некоторую константу e, называемой степенью черноты (англ. spectral emissivity).

В рамках работы ученые анализировали кремниевые нити толщиной не более 500 нанометров, что заметно меньше длины инфракрасного, то есть теплового излучения. В результате исследователи обнаружили, что закон излучения рассматриваемых ими объектов заметно отличается от закона излучения серого тела.

При этом авторы отмечают, что описать излучение становится возможным, если рассматривать этот процесс в объеме (излучение в законе Планка рассматривается как поверхностный процесс), учитывая линейные размеры тел, а также соотношения между этими размерами и длиной волны излучаемого света. Вместе с тем использование такой модели заставляет пересмотреть существующие климатические модели.