Il calore può essere trasmesso anche nel vuoto grazie ad un effetto quantistico

Il calore può essere trasmesso anche nel vuoto grazie ad un effetto quantistico
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L'effetto Casimir è un particolare fenomeno quantistico che afferma che lo spazio non è realmente vuoto, ma ci sono fluttuazioni elettromagnetico che possono influenzare gli oggetti intorno. È stato dimostrato che tramite questo effetto si possono muovere nanoparticelle; questo nuovo studio mostra che si può anche trasferire calore.

Questa scoperta può cambiare il modo in cui concepiamo le componenti elettroniche microscopiche e anche il design dei futuri computer quantstici; in un periodo in cui si presta sempre più attenzione agli effetti microscopici per la gestione del calore per l'elettronica, come nel caso delle barriere quantistiche.

"Il calore è solitamente trasportato tramite le vibrazioni di atomi e molecole, o tramite i così detti fononi, ma nel vuoto non c'è alcun mezzo fisico," afferma l'ingegnere meccanico Xiang Zhang, dall'Università di California, Berkely. "Per molti anni i libri di testo ci hanno detto che i fononi non possono viaggiare nel vuoto."

"Abbiamo scoperto, sorprendentemente, che i fotoni possono essere trasferiti nel vuoto da invisibili fluttuazioni quantistiche."

I ricercatori hanno utilizzato due membrane di nitrato di silicone, coperte da un sottile strato di oro, distanziati di pochi nanometri e con il vuoto in mezzo. Lo studio ha mostrato come, anche se non c'è assolutamente nulla in mezzo, il riscaldamento di una membrana causa l'aumento di temperatura dell'altra.

A scale più grandi questo non potrebbe avvenire, è il motivo per cui il piccolo spazio vuote nei contenitori termici impedisce al caffè di raffreddarsi, ma a scale molto piccole questo può avere implicazioni molto importanti.

Anche se alcuni nanometri possono sembrare pochi, permettono di eliminare altre potenziali cause del passaggio di calore, come la radiazione elettromagnetica. Gli scienziati pensano di poter usare questo metodo anche per il suono, in fondo entrambi si basano sul trasferimento del moto da una particella all'altra.

Per ora i ricercatori si stanno concentrando su come il passaggio di calore può influenzare le componenti elettroniche, e se bisogna ripensare i sistemi di raffreddamento dei nostri computer.

"Questa scoperta di un nuovo meccanismo di trasferimento di calore apre nuove possibilità per la gestione del riscaldamento su scale nanometriche, che è molto importante per i computer ad alte prestazioni e l'immagazzinamento di dati," dice l'ingegnere Hao-Kun Li, dell'Università di Stanford.

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