橡树岭国家实验室的科学家们通过加热矿物弗雷诺石晶体，发现被称为相子的激发携带热量的距离和速度是声子的三倍，声子通常通过材料携带热量。

中子揭示非凡热传输的关键

“中子是探索这些热传输源的理想选择，因为它们与相子和声子相互作用，”与拉斐尔赫尔曼一起领导这项研究的迈克尔曼利说 。

在大多数晶体中，原子振动以声子的形式通过晶格传播激发波。然而，在某些晶体中，原子重排也会以相子的形式传播激发波。因为相子可以比声音移动得更快，物理学家预计它们会擅长移动热量。

该团队绘制了相子和声子的路径，并在 ORNL 的散裂中子源上表征了它们的振动，并在材料科学与技术部实验室测量了通过晶格的热传输。

Hermann 说：“我们通过提高实验分辨率观察了通过晶体传递热量的相子，就像从哈勃望远镜到詹姆斯韦伯太空望远镜一样，”他指的是相隔 30 年发射的标志性望远镜。

结果可能有助于理论家提高能源材料热传输模拟的准确性。