Desmentido princípio da física que calor sempre vai mais rápido conforme pressão aumenta

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/02/2023

Ilustração do experimento, com um cristal de arseneto de boro entre dois diamantes em uma câmara controlada com energia térmica sob pressão extrema.
[Imagem: H-Lab/UCLA]

Relação entre pressão e calor

Uma descoberta sobre a condução de calor através dos materiais contradiz as teorias científicas vigentes de que o calor sempre se move mais rápido à medida que a pressão aumenta.

As teorias atuais mostraram-se verdadeiras em observações e experimentos científicos envolvendo materiais como gases, líquidos e sólidos.

No entanto, quando uma equipe da Universidade da Califórnia de Los Angeles decidiu trabalhar com o arseneto de boro, o calor começou a se mover mais lentamente conforme a pressão subia, indicando uma possível interferência causada pelo modo como o calor vibra através de uma estrutura à medida que a pressão aumenta.

Suixuan Li e seus colegas descobriram que o arseneto de boro, que tem sido visto como um material promissor para gerenciamento de calor e eletrônica avançada, tem uma propriedade única: Depois de atingir uma pressão centenas de vezes maior que a pressão encontrada no fundo do oceano, sua condutividade térmica começa a diminuir.

Isso indica que outros materiais podem experimentar o mesmo fenômeno, abrindo a possibilidade de se encontrar ou sintetizar novos materiais que podem ser engenheirados para criar sistemas de energia inteligentes, como um cristal sólido para tirar o calor dos computadores.

O experimento foi feito no interior de uma bigorna de diamante.
[Imagem: Suixuan Li et al. - 10.1038/s41586-022-05381-x]

Interior dos planetas e ondas de choque

"Esta descoberta mostra que a regra geral de dependência da pressão começa a falhar em condições extremas," disse o professor Yongjie Hu. "Esperamos que este estudo não apenas forneça uma referência para potencialmente revisar a compreensão atual do movimento do calor, mas também possa impactar as previsões de modelagem estabelecidas para condições extremas, como as encontradas no interior da Terra, onde medições diretas não são possíveis."

De acordo com o pesquisador, este comportamento também poderá levar a uma reformulação das técnicas usadas em estudos envolvendo as ondas de choque.

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