【新唐人北京時間2023年09月23日訊】受《蝙蝠俠》中的頭號反派人物「急凍人」（Mr. Freeze）的「冰凍射線槍」的啟發，弗吉尼亞大學機械與航空航天工程系的教授霍普金斯發現了一種在現實生活中創建冷凍射線的方法。
「急凍人」研究出了可達至絕對零度的冷凍光線槍，而霍普金斯（Patrick Hopkins）教授研究的目標只是為了冷卻航天器和高空噴氣機內部過熱的電子設備。
「這是目前的首要問題」，霍普金斯在弗吉尼亞大學（UVA）的一份新聞稿中說，「許多電子設備都會發熱，但沒辦法冷卻。」
這是一個重大問題，特別是對美國而言，空軍和太空部隊在太空或高海拔地區運行飛行器，這些地方無法獲得稠密空氣或水等自然冷卻機制。
美國空軍認識到這一技術的潛力，向霍普金斯教授的ExSiTE實驗室提供了75萬美元來推進該技術。在這項研究之後，霍普金斯大學的UVA衍生公司Laser Thermal將承擔製作原型設備的任務。
霍普金斯深入研究了物質的高能狀態：等離子體，其物理性質與固態、液態和氣態不同，其形狀和體積不固定，會依著容器而改變。
霍普金斯說，當氣體通電時就會產生等離子體，這為它們提供了獨特的特性，這些特性根據氣體的類型和其它條件而變化。但將所有等離子體結合在一起的是最初的化學反應，該反應將電子從其核軌道上釋放出來，並釋放出光子、離子和電子以及其它高能物質流。
等離子體越來越多地應用於技術領域，它已經被用於空軍許多最快噴氣式飛機的發動機中，等離子體有助於燃燒，提高速度和效率。霍普金斯認為等離子體也可被用於飛船內部。
航空和航天電子設備散熱的典型解決方案是「冷板」，它將熱量從電子設備傳導到散熱器，然後由散熱器釋放。然而，對於先進的電子產品來說，這可能遠遠不夠。
霍普金斯認為，修改後的裝置可能類似於一個機器人手臂，它可以根據溫度變化而移動，並帶有一個短的、近距離的電極來消除熱點。
「這種等離子射流就像激光束，就像一道閃電。」霍普金斯說。
在實驗室測試中，研究小組發現，當他們在鍍金表面上射擊等離子流時，該區域在變熱之前首先會冷卻，這一令人費解的觀察似乎違反了已知的科學定律。
是什麼造成了這種神祕的冷卻效果？原理有點像水分子的蒸發，類似於游泳後皮膚上的水蒸發時產生的冰冷感覺。
「身體上的水分子蒸發時需要能量；它從身體中獲取能量，這就是你感到寒冷的原因」，霍普金斯指出，「在這種情況下，等離子體會撕裂吸收的物質，能量被釋放，這就是冷卻的原因。」
霍普金斯教授的團隊在實驗室環境下，發射了由氦氣組成的呈現紫色輝光的等離子體射流。教授表示由於黃金的惰性，選擇它作為目標表面已經可以實現降溫，接下來的目的是提高冷凍效果，以及減少光束對目標表面的蝕刻影響。
「我們還沒有真正探索不同氣體的使用，我們仍在研究氦氣」，UVA博士生丹尼爾·赫特（Daniel Hirt）說，「到目前為止，我們已經對不同的金屬（例如金、銅和半導體）進行了實驗。」
（記者李昭希綜合報導/責任編輯：林清）
