Los científicos descubren una excepción a una ley de la física de 200 años de antigüedad

Después de más de 200 años, los investigadores han identificado una excepción a la ley de la física que ha regido la transferencia de calor durante más de dos siglos. El descubrimiento, publicado recientemente en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Cienciasdesafía las nociones establecidas y puede tener implicaciones significativas en diversos campos de la ciencia y la tecnología.

La ley clásica de la transferencia de calor, formulada previamente por Joseph Fourier en 1822, establece que el flujo de calor entre dos cuerpos es directamente proporcional a la diferencia de temperatura entre ellos.

Sin embargo, científicos de la Universidad de Massachusetts en Amherst (EE.UU.) han descubierto un escenario en el que esta regla no se aplica.

Lo que dice el nuevo estudio sobre la ley de la física de Fourier

El experimento involucró un material nanoestructurado especialmente diseñado compuesto por capas ultrafinas de grafeno y óxido de titanio.

“Esta investigación comenzó con una pregunta simple. ¿Qué pasaría si el calor pudiera transmitirse por otra ruta, no sólo la que suponemos? dijo Steve Granick, uno de los autores de la investigación.

Sorprendentemente, cuando estas capas se apilaron en configuraciones específicas, el flujo de calor no siguió la ley de Fourier. En cambio, los investigadores observaron una transferencia de calor más eficiente de lo esperado.

Las implicaciones de este descubrimiento son enormes. En primer lugar, puede conducir a avances en la eficiencia de los dispositivos de refrigeración, como radiadores y sistemas de refrigeración. Además, una mejor comprensión de la transferencia de calor podría beneficiar a campos como la electrónica, la energía solar e incluso la exploración espacial.

«No es que la ley de Fourier sea falsa», enfatiza Granick. “Pero eso no explica todo lo que vemos en la transmisión de calor. Investigaciones fundamentales como la nuestra nos permiten comprender mejor cómo funciona el calor, lo que proporcionará a los ingenieros nuevas estrategias para diseñar circuitos de calefacción.

Ahora la comunidad científica debe replicar y explorar estos resultados en diferentes contextos.

En última instancia, se espera que esta excepción abra la puerta a aplicaciones revolucionarias y cambie nuestra comprensión fundamental de la ley física de la transferencia de calor.