大學物理學的一個基本原則是，隨著壓力的增加，熱導率（一種材料導熱的能力）也會增加，因為被擠壓在一起的原子會更多地相互作用。
一個多世紀的研究證實了這一規則。但工程師們現在發現了一個例外：當他們對砷化硼（一種最近發現的半導體材料）施加高壓時，熱導率降低了。這一發現發表在《自然》雜誌上，挑戰了既有理論，並可能顛覆當前關於物質在極端條件下如何表現的模型。
“既然我們已經做出了第一個發現，我們認為這不可能是唯一具有異常行為的材料，”該研究的資深作者、加州大學洛杉磯分校的化學家和機械工程師胡勇傑說。如果其他物質也表現出這種性質，“那麼對熱導率的既有理解可能是不正確的。”
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在之前的研究中，胡和其其他研究人員確定砷化硼具有異常高的熱導率。科學家們還計算出，傳統的導熱率規則可能不適用於某些情況下的砷化硼。
為了檢驗這些預測，胡和他的同事將一小塊厚度不到100微米的砷化硼放在兩顆鑽石之間的縫隙中。他們對鑽石夾層施加壓力，使砷化硼上的力比海底的力大數百倍。研究人員使用超快光學、光譜學和X射線來記錄砷化硼的熱導率如何隨著熱量在樣品中傳播並承受巨大壓力而開始下降。他們觀察到，這種下降來自於類似型別的熱波相互重疊和抵消——這是量子力學預測的一種現象。
胡說，如果他和他的同事能夠證明這種行為可以推廣到其他材料，物理學家可能不得不修改已建立的關於外太空或行星內部（包括地球內部）等環境的模型。後者可能會改變關於氣候變化的預測，因為地形溫度受到地球內部發生的事情的影響。
加州大學伯克利分校的地球物理學家雷蒙德·讓洛茲（Raymond Jeanloz）說，這項新研究提供了“我所知的第一個也是最好的實驗證據，表明熱導率是可以調節的”，他沒有參與這項研究。他補充說，這一發現“開啟了透過控制熱導率來節省能源和冷卻電子裝置的先進技術的可能性”。