Тепло идёт вбок под действием магнитного поля экспресс
В кристалле-изоляторе тепло обычно распространяется от горячего конца к холодному. Но если включить магнитное поле, часть теплового потока заворачивает в сторону — как вода, которая, стекая с горки, слегка уходит вбок, когда её подталкивает ветер. Такое поведение называют тепловым эффектом Холла.
Исследователи взяли слоистый кристалл WS2 (дисульфид вольфрама — вещество, похожее на графит, но из атомов вольфрама и серы) и измерили, как тепло идёт вдоль слоёв и поперёк них. Оказалось, что оба потока становятся сильнее всего почти при одной и той же температуре. А их отношение не превышает некоторого предела, как и в других изоляторах.
Авторы сравнили это с поведением газа из молекул несферической формы. Там магнитное поле влияет на вращение молекул, и из-за столкновений возникает поперечный поток тепла. По аналогии, в кристалле поле действует на фононы через их взаимодействие друг с другом. Простая оценка с учётом силы Берри (эффекта, связанного с геометрией движения атомов) хорошо описывает измерения для семи разных кристаллических изоляторов.
Тепловой эффект Холла в изоляторах был впервые обнаружен в 2005 году в гранате тербия-гадолиния, и с тех пор его наблюдали во многих кристаллах.