Při průchodu elektrického proudu vodivým materiálem vzniká teplo. Ve fyzice tento jev popisuje Joulův zákon. Vznikající teplo má být navíc ve vodiči rovnoměrně rozložené. Tým vědců z americké Lehigh University v Bethlehemu se proto nestačil divit, když při experimentech zahájených v roce 2015 opakovaně pozoroval zvláštní jev.
Část vodivého skla, do kterého vědci pouštěli elektrický proud – ovšem právě jen část – se rozžhavila, poté roztavila, a pak dokonce odpařila. Bod varu použitého křemíkového skla činil 2230 stupňů Celsia, avšak nejvyšší zaznamenaná teplota při experimentech dosahovala „jen“ 1868,7 stupně. Od této hranice se sklo chovalo podivně.
„Nevycházelo to. Joulův zákon nevysvětloval jev, který jsme sledovali,“ uvedl na webu univerzity člen týmu Himanshu Jain s tím, že roztavení a odpaření materiálu v některých částech skla nastávalo i ve chvílích, kdy vědci očekávali jen „mírné“ zahřátí.
Po řadě experimentů dospěli ke zjištění, že sklo působením elektrického pole mění svou vnitřní strukturu a chemické vlastnosti. Tento efekt nastává už při napětí sto až dvě stě voltů. „Zjistili jsme, že se sklo rozžhavuje až o tisíc stupňů více na kladném pólu připojeného stejnosměrného napětí,“ konstatoval Jain.
Právě tyto změny struktury na kladné straně způsobují nepravidelné zahřívání materiálu a domněle porušují Joulův zákon. Tento jev byl pozorován poprvé v historii. Dosud nikoho patrně nenapadlo zahřívat sklo na vysoké teploty a pouštět do něj proud.
Joulův zákon tím podle fyziků nepozbyl platnosti. Jen bude potřebovat alespoň krátký dodatek, který vezme v potaz popsaný jev. „Kromě toho je to výrazný posun, který pomůže vyvíjet nové technologie a postupy pro výrobu skla a jiných keramických materiálů,“ podotkl Jain k výzkumu, který byl publikován v časopisu Scientific Reports.
