【新唐人北京时间2023年09月23日讯】受《蝙蝠侠》中的头号反派人物“急冻人”（Mr. Freeze）的“冰冻射线枪”的启发，弗吉尼亚大学机械与航空航天工程系的教授霍普金斯发现了一种在现实生活中创建冷冻射线的方法。
“急冻人”研究出了可达至绝对零度的冷冻光线枪，而霍普金斯（Patrick Hopkins）教授研究的目标只是为了冷却航天器和高空喷气机内部过热的电子设备。
“这是目前的首要问题”，霍普金斯在弗吉尼亚大学（UVA）的一份新闻稿中说，“许多电子设备都会发热，但没办法冷却。”
这是一个重大问题，特别是对美国而言，空军和太空部队在太空或高海拔地区运行飞行器，这些地方无法获得稠密空气或水等自然冷却机制。
美国空军认识到这一技术的潜力，向霍普金斯教授的ExSiTE实验室提供了75万美元来推进该技术。在这项研究之后，霍普金斯大学的UVA衍生公司Laser Thermal将承担制作原型设备的任务。
霍普金斯深入研究了物质的高能状态：等离子体，其物理性质与固态、液态和气态不同，其形状和体积不固定，会依着容器而改变。
霍普金斯说，当气体通电时就会产生等离子体，这为它们提供了独特的特性，这些特性根据气体的类型和其它条件而变化。但将所有等离子体结合在一起的是最初的化学反应，该反应将电子从其核轨道上释放出来，并释放出光子、离子和电子以及其它高能物质流。
等离子体越来越多地应用于技术领域，它已经被用于空军许多最快喷气式飞机的发动机中，等离子体有助于燃烧，提高速度和效率。霍普金斯认为等离子体也可被用于飞船内部。
航空和航天电子设备散热的典型解决方案是“冷板”，它将热量从电子设备传导到散热器，然后由散热器释放。然而，对于先进的电子产品来说，这可能远远不够。
霍普金斯认为，修改后的装置可能类似于一个机器人手臂，它可以根据温度变化而移动，并带有一个短的、近距离的电极来消除热点。
“这种等离子射流就像激光束，就像一道闪电。”霍普金斯说。
在实验室测试中，研究小组发现，当他们在镀金表面上射击等离子流时，该区域在变热之前首先会冷却，这一令人费解的观察似乎违反了已知的科学定律。
是什么造成了这种神秘的冷却效果？原理有点像水分子的蒸发，类似于游泳后皮肤上的水蒸发时产生的冰冷感觉。
“身体上的水分子蒸发时需要能量；它从身体中获取能量，这就是你感到寒冷的原因”，霍普金斯指出，“在这种情况下，等离子体会撕裂吸收的物质，能量被释放，这就是冷却的原因。”
霍普金斯教授的团队在实验室环境下，发射了由氦气组成的呈现紫色辉光的等离子体射流。教授表示由于黄金的惰性，选择它作为目标表面已经可以实现降温，接下来的目的是提高冷冻效果，以及减少光束对目标表面的蚀刻影响。
“我们还没有真正探索不同气体的使用，我们仍在研究氦气”，UVA博士生丹尼尔·赫特（Daniel Hirt）说，“到目前为止，我们已经对不同的金属（例如金、铜和半导体）进行了实验。”
（记者李昭希综合报导/责任编辑：林清）
