Dünyanın dört bir yanındaki laboratuvarlarda kristallerdeki ısı akışı birdenbire manyetik alanın etkisiyle sapmaya başladı — ve bu, egzotik malzemelerde değil, silisyum, germanyum ve magnezyum oksit gibi en sıradan yarı iletkenlerde ve yalıtkanlarda gerçekleşti.
Söz konusu olan fonon ısısal Hall etkisidir: atom örgüsünün titreşimlerini tanımlayan yarı parçacıklar, manyetik alanın etkisi altında enine bir ısı akımı oluşturur. Daha önce bu tür bir davranışın yalnızca spinlerin ya da özel uyarılmaların rol oynadığı manyetik veya topolojik özelliklere sahip malzemelere özgü olduğu düşünülüyordu.
Yeni ölçümler, etkinin evrensel biçimde — manyetik olmayan kristallerin geniş bir sınıfında — ortaya çıktığını gösterdi. Ayrıca enine ısı iletkenliğinin büyüklüğü, boyuna ısı iletkenliğinin karesiyle ölçekleniyor; bu da atom titreşimlerinin manyetik alanla doğrudan, başka yarı parçacıkların aracılığı olmadan etkileştiğine işaret ediyor.
Bu keşif, fononların manyetik alanda nasıl davrandığına ilişkin temel anlayışı yeniden gözden geçirmeyi gerektiriyor. Daha önce ısı taşınımı sıradan malzemelerde büyük ölçüde skaler ve manyetik etkilere duyarsız sayılırken, artık yeni bir serbestlik derecesini — fononların eliptik kutuplanmasını ve dış alanla etkileşimini — hesaba katmak gerekiyor.
Pratik uygulamalar açısından bu, gelecekteki termoelektrik aygıtlarda ve soğutma sistemlerinde ısı akışının yalnızca sıcaklık gradyanıyla değil, zayıf bir manyetik alanla da yönetilebileceği anlamına geliyor. Bu tür malzemeler elektronikte zaten kullanılıyor ve etki, çiplerin ısıl rejimlerinin hesaplanmasını etkileyebilir.
Deneyler, yük taşıyıcılarının katkısının en aza indirildiği yüksek kaliteli numuneler üzerinde gerçekleştirildi; bu da saf fonon mekanizmasını ayırt etmeyi mümkün kıldı. Sonuçlar, olgunun ayrık simetriye sahip kristaller için evrenselliğini öngören kuramsal modellerle uyumlu.
Böylece, fononların «basit» ısı taşıyıcıları sayıldığı alışıldık yoğun madde tablosu karmaşıklaşıyor — ve mikroskobik düzeyde ısı akışlarını denetlemenin yeni yollarının önünü açıyor.
