Gestire il calore

di: Enrico Loi
Due ricercatori della Northwestern University hanno dimostrato che un campo magnetico può controllare il passaggio di calore in un cavo a forma di anello.

Il calore viene trasportato da onde quantistiche di elettroni, e le onde che viaggiano nel cavo si sovrappongono per aumentare o limitare il flusso a seconda della forza dei campi magnetici in cui l'anello è immerso.

Curiosamente, anche se il calore nel piccolo dispositivo viene trasportato da elettroni, non è stata osservata nessuna corrente elettrica.

Da tempo i fisici sanno che un campo magnetico può influenzare il passaggio di elettricità in un cavo che si divide e si riunisce formando un anello come le rotonde che dividono il traffico nel mezzo di una strada.

Questo fenomeno, noto come effetto Aharonov-Bohm, nasce perché ciascun elettrone viene descritto da un'onda quantistica che si divide, in modo che metà di essa scorre da un lato dell'anello e metà dall'altro.

Quando le due onde si ricombinano, possono sovrapporsi in maniera costruttiva, per massimizzare la corrente, oppure distruttiva, per minimizzarla.

Ma gli elettroni si comportano anche come particelle, e dunque possono trasportare energia e calore quando passano dal lato più caldo a quello più freddo di un cavo.

Zhigang Jiang e Venkat Chandrasekhar hanno calcolato che un campo magnetico può influenzare il passaggio di calore attraverso un cavo ad anello nello stesso modo in cui influenza il passaggio di elettricità.

Gli scienziati hanno analizzato un dispositivo chiamato interferometro di Andreev, essenzialmente un cavo lungo pochi micron con un anello superconduttore che lo divide, scoprendo che esso limita il flusso di calore e che questo flusso varia a seconda della forza del campo magnetico.
Data articolo: agosto 2007

Fonte: Physical Review Letters
Istituzione scientifica citata nell'articolo:

Northwestern University