Energia

Ondas de spin transportam energia do calor para o frio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/06/2013

Schematic illustration of conventional microwave heating: the application of microwaves heats an object and creates a temperature gradient from that point. b, Schematic illustration of microwave spin-wave heat conveyer effects: a uni…[Imagem: T. An]

O calor normalmente flui do quente para o frio.
Mas, no mundo da spintrônica, onde se explora não a carga, mas o spin do elétron, as coisas podem não apenas ser diferentes, mas serem exatamente opostas.
Físicos japoneses e alemães demonstraram que ondas de spin podem inverter o fluxo do calor.
Ondas de spins
Trata-se essencialmente de uma nova forma de transporte de energia, já que o calor não aquece o material no ponto que o atinge, sendo diretamente transportado para outro local.
No experimento, ao ser atingido por um feixe de micro-ondas, a extremidade impactada de um cristal permaneceu fria, enquanto o outro lado se aqueceu - ou seja, a energia foi transportada do lado da extremidade que permaneceu fria para a extremidade que aqueceu por ondas de spin.
O spin é descrito como um "giro do elétron". Mas há também um comportamento coletivo, quando os spins de elétrons adjacentes comportam-se de maneira ordenada, criando uma onda - uma onda de spins.
Embora já se soubesse que elas se comportam como outras ondas - elas podem ser até quantizadas, com sua unidade básica sendo uma quasipartícula conhecida como magnon - as ondas de spin nunca haviam sido exploradas para transferir energia.
Caloritrônica do spin
A equipe acredita que a descoberta será uma ferramenta importante no campo da spintrônica, que busca desenvolver novos dispositivos para o processamento de informações de forma mais rápida e com um gasto mínimo de energia.
Neste caso, abre-se a possibilidade de explorar o calor para armazenar e processar informações.
Os pesquisadores já têm até um nome para essa área emergente - caloritrônica do spin. Seria um ramo emergente da spintrônica, especializado em lidar com a interação entre o calor, a carga e o spin.
Outra possibilidade mais imediata seria usar as ondas de spin para retirar o calor de dentro dos processadores eletrônicos convencionais.
Para isso, contudo, seria necessário desenvolver mecanismos capazes de gerar, direcionar e capturar ondas de spin - talvez a caloritrônica do spin possa ajudar nisso no futuro.