胶体系统中指数级更快的冷却

由于冷却物体在弛豫至热平衡时温度下降，人们直觉上认为热的物体应比温的物体花费更长时间冷却。然而，约2300年前，亚里士多德观察到“要使热水快速冷却，先将其置于阳光下”。在20世纪60年代，这一反直觉现象被重新发现为“热水可比冷水更快结冰”的表述，并被称为姆潘巴效应；此后它成为大量实验研究和某些争议的主题。尽管已提出许多具体机制，但对于其潜在原因尚无普遍共识。在此，我们在受控环境中展示了姆潘巴效应——浸于作为热浴的水中的胶体系统的热淬灭。我们的结果可重复，并与基于近期提出的理论框架的计算定量一致。通过精心选择参数，我们观察到比使用典型参数时指数级更快的冷却，与近期预测的强大姆潘巴效应相符。我们的实验勾勒出加速热移除及弛豫至热平衡所需的通用条件，并支持这样一种观点：姆潘巴效应不仅仅是关于水如何冻结成冰——水的诸多反常特性之一——的科学奇闻，而是广泛具有技术重要性的各类反常弛豫现象的原型。