Ondas de spin transportam energia do frio para o calor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/06/2013

Ondas de spin podem inverter o fluxo tradicional do calor.
[Imagem: T. An et al/NMAT]

Ondas de spins

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.

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.

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