După 150 de ani de mister, oamenii de știință au dezlegat în sfârșit secretul încălzirii magnetice – Iată ce s-ar putea schimba

Imaginați-vă un radiator care, printr-un simplu gest, devine instantaneu un aparat de aer condiționat. Ceea ce părea până de curând doar un scenariu SF tocmai a devenit realitate datorită unei echipe de fizicieni japonezi care au realizat imposibilul: au observat pentru prima dată un fenomen misterios, prezis teoretic acum mai bine de 150 de ani.

Povestea începe în secolul al XIX-lea, când primii fizicieni au început să exploreze legăturile fascinante dintre căldură și electricitate. Printre teoriile formulate atunci se numără și efectul Thomson transversal – un fenomen care, în teorie, ar permite controlul direcției fluxului de căldură folosind un câmp magnetic. Timp de decenii, această predicție a rămas neconfirmată experimental. De fiecare dată când cercetătorii încercau să o măsoare, semnalul era „acoperit” de alte efecte binecunoscute – precum cele ale lui Peltier și Ettingshausen – care interferau asemenea unui bruiaj static într-un radio.

Acum, o echipă condusă de Atsushi Takahagi (Universitatea Nagoya) și Ken-ichi Uchida (Universitatea din Tokyo) a reușit să ocolească această barieră experimentală, combinând alegerea ingenioasă a materialului cu o tehnică de măsurare inovatoare. Secretul constă într-un aliaj special de bismut și antimoniu, în proporții extrem de precise. Acest semimetal are o proprietate rară: manifestă un efect Nernst puternic la temperatura camerei – o condiție esențială pentru a scoate la iveală efectul Thomson transversal.

Dar și metoda de măsurare a fost una spectaculoasă. Pentru a filtra semnalele parazite, cercetătorii au folosit o cameră cu infraroșu de ultimă generație. Aplicând un curent electric oscilant probei și filmând răspunsul termic în timp real, au putut extrage doar variațiile de temperatură care corespund exact frecvenței curentului aplicat. Astfel, au izolat semnalele termoelectrice reale de încălzirea clasică de tip Joule.

Rezultatele, publicate în Nature Physics, i-au uimit chiar și pe autori: prin simpla schimbare a orientării câmpului magnetic, au reușit să comute instantaneu materialul de la un mod de încălzire la unul de răcire. Această comutare termică controlată magnetic deschide perspective tehnologice spectaculoase. Spre deosebire de sistemele actuale – precum răcitoarele Peltier, care necesită inversarea direcției curentului electric pentru a comuta între moduri – noua abordare promite un control mai fin, mai rapid și mai eficient. Practic, un singur dispozitiv ar putea asigura atât încălzirea, cât și răcirea, fără componente suplimentare.

Descoperirea marchează începutul unei noi ere în tehnologia managementului termic. Aplicațiile potențiale sunt vaste: de la sisteme de climatizare ultra-eficiente și componente electronice autoreglabile, până la textile inteligente care se adaptează automat la temperatura corpului. Iar echipa japoneză nu se oprește aici: următorul pas este identificarea altor materiale, și mai performante, care să valorifice efectul Thomson transversal. Acest efort ar putea duce, în următorii ani, la apariția unor dispozitive comerciale revoluționare.

Dincolo de performanța tehnică, descoperirea ilustrează perfect cum cercetarea fundamentală – chiar și asupra unui efect teoretic vechi de peste un secol – poate duce la inovații cu impact concret asupra vieții noastre. Într-o lume în care eficiența energetică devine tot mai crucială, această revelație vine la momentul potrivit. Ne reamintește că marile revoluții tehnologice se nasc adesea din înțelegerea profundă a unor fenomene naturale pe care știința le-a vânat cu răbdare, generații la rând.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România