對於硅鈦鋇石晶體中晶格激發現象的中子散射研究揭示了一種加快熱傳導速度的方法。
據《自然·通訊》5月上旬刊發的一篇研究論文稱，美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）的研究人員首次觀測到了原子重排效應所產生的波，這種被稱為“相子”（起伏量子）的聲波，是通過晶體中一個振動的晶格來進行超音速傳播的，這一發現可以極大地改善和提高絕緣體的導熱性能，並在未來為電子設備的熱量管理提供新的策略。
該論文的主要作者邁克爾·曼利（Michael Manley）介紹道：“這一發現提供了一種不同的方式來控制熱量的傳導流動，它在傳導物質中開闢了一條捷徑——一種能以比聲子（振動量子）更快的速度來傳輸純原子運動能量的方法。這一更為快捷手段可能將為納米材料的熱量管理開啟更多可能，例如，可以製造出一種熱力斷路器。”
科學家們採用中子散射法測量了相子，而所得到的速度要比縱向聲波和橫向聲波的自然“速度極限”分別快2.8倍和4.3倍。曼利說：“我們沒想到它們的速度會這麼快，並且還不會衰減。”為了防止電路短路，電子設備中的絕緣體是必須的，然而如果沒有自由電子，熱量傳輸只能限於原子運動所產生的能量。因此，瞭解絕緣體中原子運動產生的熱傳遞是非常重要的。研究人員在一種名為“硅鈦鋇石”（fresnoite，最早於美國加州的Fresno市被發現而由此得名）的晶體礦物中進行中子散射實驗，該材料具有將機械應力轉化為電場的壓電特性，而這使其在傳感器應用方面具有廣闊的前景。
硅鈦鋇石有一個靈活的框架結構，它能生成與晶體底層結構順序不一致的原子排列順序，比如底層結構上鋪的一層不相吻合的瓷磚。相子是與晶體中原子重新排列時所產生的激振，它對於波的相位的改變就是對其結構中不吻合特徵的反映。相位差在晶格的褶皺中逐漸積累起來，形成了孤子——一種孤立波——它在傳播時不僅幾乎沒有能量損失，而且還能保持它的波形。另外，它還可以使介質中的環境發生變形，從而讓它比聲音傳播得還要快。曼利指出：“孤子是晶體中一個非常畸形的區域，原子的位移很大，“力-位移”關係不再是線性的。在孤子內部，介質材料的剛度得到增強，從而加快了能量的傳遞。”
在接下來實驗中，研究人員將探索其它與硅鈦鋇石相類似、可以對相子進行旋轉的晶體。他們還將驗證的是，對電場施加壓力是否可以改變它的旋轉，以及改變溫度是否可以改變它的性能。
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