Znanstvena skupina na čelu s dopisnim članom Ruske akademije znanosti Antonom Krivcovim izvela je jednadžbe koje opisuju ovaj fenomen i postigla značajan napredak u razumijevanju toplinskih procesa na mikrorazinama. U studiji objavljenoj u znanstvenom časopisu Physical Review E znanstvenici su ispitali ponašanje sustava pri početnoj periodičnoj raspodjeli temperature u kristalnom materijalu.
Otkriveni se fenomen sastoji u činjenici da proces izjednačavanja topline dovodi do pojave mehaničkih vibracija sa s vremenom sve većom amplitudom. Taj je efekt dobio naziv balistička rezonanca.
"Posljednjih je nekoliko godina naša znanstvena skupina proučavala mehanizme raspodjele topline na mikro- i nanorazini. U procesu smo otkrili da se na tim razinama toplina uopće ne širi onako kako smo očekivali - na primjer, toplina može teći od hladnog prema vrućem. Takvo ponašanje nanosustava dovodi do novih fizikalnih učinaka, poput balističke rezonance", rekao je Vitalij Kuzkin, docent Visoke škole teorijske mehanike Politehničkog sveučilišta u Sankt-Peterburgu. Prema njegovim riječima, znanstvenici u budućnosti žele otkriti kako se to može upotrijebiti kod perspektivnih materijala poput grafena.
Ova otkrića također pružaju mogućnost rješavanja paradoksa Fermi–Pasta–Ulam–Tsingou. Znanstvena je skupina na čelu s Enricom Fermijem 1953. godine provela danas čuveni računalni eksperiment. Znanstvenici su proučavali najjednostavniji model vibracija lanca čestica povezanih oprugama. Pretpostavljalo se da će mehaničko gibanje postupno splasnuti i pretvoriti se u kaotične toplinske vibracije, no rezultat je bio neočekivan: oscilacije u lancu su isprva gotovo nestale, no zatim su oživjele i gotovo dosegnule početnu razinu. Sustav se vratio u prvobitno stanje i ciklus se ponovio. Uzroci pojave mehaničkih vibracija iz toplinskih u razmatranom sustavu već su desetljećima predmet znanstvenih istraživanja i rasprava.
Amplituda mehaničkih vibracija uzrokovanih balističkom rezonancom ne povećava se unedogled, nego doseže maksimum, nakon čega se počinje postepeno smanjivati do nule. S vremenom mehaničke vibracije potpuno splašnjavaju, a temperatura raste duž cijelog kristala. Taj se proces naziva termalizacija. Ovaj je eksperiment važan za mehaničare i fizičare, jer je lanac čestica povezanih oprugama dobar model kristalnog materijala.
