Refrigeração magnética gela à distância

Com informações do MIT - 14/08/2014

Além de momentos magnéticos, as quasipartículas chamadas magnons também transportam calor.
[Imagem: Jose-Luis Olivares/MIT]

Frio à distância

Que tal esfriar as coisas à distância? - Sua cerveja ou seu notebook, por exemplo.

Ainda não dá para falar em um "raio congelante", mas físicos do MIT, nos Estados Unidos, descobriram que pode ser possível usar ímãs como "agentes de refrigeração".

Por enquanto é só uma teoria, mas uma teoria embasada em fenômenos bem conhecidos e testados.

Bolin Liao e seus colegas conseguiram descrever o movimento dos magnons, quasipartículas presentes em ímãs que podem ser entendidas como excitações coletivas dos momentos magnéticos, ou "spins", de um material.

Recentemente os magnons foram explorados para construir um componente capaz de armazenar e processar dados. Já há indícios também dos eletromagnons, a conexão que faltava entre o "eletro" e o "magnetismo".

Ocorre que, além dos momentos magnéticos, os magnons também transportam calor.

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Refrigeração sem fios

Olhando detalhadamente as equações que descrevem esses fenômenos, Liao descobriu que, quando expostos a um gradiente magnético, os magnons podem se movimentar de uma extremidade de um ímã para outra, levando com eles o calor, gerando um efeito de arrefecimento.

"Você pode bombear o calor de um lado para o outro, de modo que você pode, essencialmente, usar um ímã como refrigerador," disse Liao. "Você pode imaginar um resfriamento sem fios, onde você aplica um campo magnético a um ímã a um ou dois metros de distância, digamos, para esfriar o seu laptop."

Em teoria, ressalta Liao, essa geladeira alimentada magneticamente não exigiria partes móveis.

Agora é só esperar enquanto os experimentalistas interpretam as equações para transformá-las em experimentos práticos.

Magnons

Em muitos aspectos, os magnons são semelhantes aos elétrons, podendo transportar simultaneamente cargas elétricas e calor.

Os elétrons movem-se em resposta, ou a um campo elétrico, ou a um gradiente de temperatura - um fenômeno conhecido como efeito termoelétrico.

Os pesquisadores vêm tentando transformar esse efeito em aplicações práticas, como geradores termoelétricos, que podem ser utilizados para converter calor diretamente em eletricidade, ou para viabilizar as geladeiras de estado sólido.

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Liao e seus colegas revelaram um fenômeno similar "acoplado" nos magnons, que se movem em resposta a gradientes de temperatura ou a um campo magnético.

Como, nesse aspecto, os magnons se comportam como os elétrons, os pesquisadores desenvolveram uma teoria de transporte de magnons com base em uma equação amplamente estabelecida para o transporte de elétrons em materiais termoelétricos, chamada de equação de transporte de Boltzmann.

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