例如要加熱一片披薩，你很可能不會考慮先把它放在冰箱裡先冷凍一下。但一項理論研究表明，作為加熱前的第一步，冷卻可能是加熱某些物質材料的最快方式。事實上，物理學家發表在《物理評論快報》期刊上的一項研究中計算出，這種預冷有時會導致加熱速度成倍增加，這個概念與Mpemba效應相似。Mpemba效應是一種違反直覺的觀察結果，即熱水有時結冰的速度比冷水快（SN：1/6/17）。

科學家們對於為什麼會出現（姆潘巴效應）Mpemba效應仍然沒有達成一致，而且很難始終如一地重現這種效應。西班牙巴達霍斯埃克斯特雷馬杜拉大學的物理學家安德烈斯·桑托斯說：這項新研究是從不同的角度思考姆潘巴效應等效應的一種方式。這種更快加熱的潛力實際上並不適用於披薩片，而是適用於某些簡化的材料理論模型，科學家們利用這些模型進行計算，以幫助他們理解真實的材料。

以色列雷霍沃特魏茲曼科學研究所的物理學家阿米特·加爾和奧倫·拉茲研究了一種名為伊辛模型的理論系統，伊辛模型是一個由原子組成的二維網格，其磁極可以指向上或下。特別是考慮了伊辛模型的一個版本，在該模型中，相鄰原子傾向於將它們的極點指向相反方向，這種行為被稱為反鐵磁性。在該系統中，在預冷階段之後，加熱可以發生得更快。

要產生新效應，除了受預冷影響的均勻溫度之外，還必須有系統的一些相關屬性。否則，預冷和復溫的系統和沒有預冷和復溫的系統之間沒有區別，但溫度並不能說明全部情況。在反鐵磁性伊辛模型的情況下，研究人員考慮了所有原子產生的總磁化強度，以及有多少磁體指向它們相鄰原子的相反方向。冷卻材料可以改變這兩種屬性之間的比例，從而使加熱過程更快進行。

拉茲希望物理學家下一步可能會在真正的材料中尋找這種效應，比如磁性合金。西班牙多諾斯蒂亞國際物理中心的物理學家阿道夫·德爾·坎波(Adolfo Del Campo)說：前景令人興奮，科學家們一直在尋找方法來加快微型機器的加熱速度，這些機器遵循量子力學的規則，可以繞過標準機器的一些限制(SN：4/1/19)。如果能在這樣的微型機器上利用這種效應，將會非常方便。

加熱連線到溫控烤箱的系統最快方式是什麼？直觀的答案是隻使用可用的最熱溫度。然而本研究表明，通常可以實現指數級更快的加熱方案。令人驚訝的是，該效應可以有一個預冷階段，在加熱之前對系統進行冷卻，大大縮短了加熱時間。為了在多體系統中演示這種改進，研究開發了一種基於投影的方法，可以在大系統中找到這樣的效應，就像在二維反鐵磁伊辛模型上所演示的那樣。

DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.060602