Ondas de spin transportam energia do calor para o frio

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.

FONTE: Inovação Tecnológica