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Energia

Segundo som mostra calor difundindo-se em forma de onda

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/06/2013

Segundo som mostra calor difundindo-se em forma de onda
A nuvem de partículas é aquecida com um laser, e o calor flui como uma onda, e não por difusão.
[Imagem: IQOQI/Ritsch]

Onda de calor

Físicos austríacos e italianos usaram um gás quântico para comprovar experimentalmente uma nova forma de propagação de calor - uma onda de temperatura.

Abaixo de uma temperatura crítica, certos fluidos tornam-se superfluidos, perdendo o atrito interno.

Uma das características dos fluidos nesse estado de superfluidez é que eles conduzem o calor de uma forma extremamente eficiente.

A teoria dizia que, para que o calor fosse conduzido de forma tão eficiente, ele não poderia fluir pelo mecanismo tradicional de difusão - em vez disso, o transporte de energia deveria ocorrer em uma onda de temperatura.

Por causa das semelhanças com uma onda sonora, essa onda de temperatura passou a ser conhecida como "segundo som".

"Apesar das pesquisas intensas neste campo por mais de dez anos, o fenômeno do segundo som mostrou-se elusivo em gases quânticos," disse Rudolf Grimm, membro da equipe. "No entanto, no final, foi surpreendentemente fácil de provar."

Manipulação do calor

A descoberta terá impacto em diversas áreas, das pesquisas em sistemas quânticos até a astrofísica.

Isto porque exemplos de sistemas superfluidos incluem as estrelas de nêutrons, e há também indícios também de que esse comportamento exista no núcleo atômico.

Outra superfluidez está intimamente ligada ao fenômeno da supercondutividade, o fenômeno da resistência elétrica zero, de grande interesse tecnológico.

Recentemente, físicos norte-americanos descobriram que o calor também pode ser manipulado por lentes e espelhos:

Apesar das similaridades com as ondas sonoras, contudo, há diferenças entre as ondas sonoras e o segundo som.

Enquanto as ondas sonoras normais são flutuações na densidade de moléculas em uma substância - normalmente o ar -, as ondas do segundo som são flutuações na densidade de fônons, uma quasipartícula representativa de um quantum de vibração.

Bibliografia:

Artigo: Second sound and the superfluid fraction in a Fermi gas with resonant interactions
Autores: Leonid A. Sidorenkov, Meng Khoon Tey, Rudolf Grimm, Yan-Hua Hou, Lev Pitaevskii, Sandro Stringari
Revista: Nature Physics
Vol.: Advance Online Publication
DOI: 10.1038/nature12136






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