Nel mondo della fisica del calore, alla ricerca di nuove spiegazioni

Una scoperta rivoluzionaria sta mettendo in discussione uno dei principi fondamentali della fisica: la trasmissione del calore, una legge che ha regnato incontrastata per due secoli. La legge di Fourier, fino ad ora ritenuta indiscutibile, ha fornito spiegazioni sul modo in cui esso si diffonde attraverso i materiali solidi.

 

La legge di Fourier sotto la lente

Un gruppo di ricercatori ha rivelato delle eccezioni che potrebbero rivoluzionare completamente la nostra comprensione di questo fenomeno. Il percorso verso questa scoperta comincia con una domanda semplice ma provocatoria: e se esistesse un modo alternativo per il trasferimento del calore, diverso da quello universalmente accettato?

Questo interrogativo ha spinto Steve Granick, professore di Scienza e Ingegneria dei Polimeri presso l’Università del Massachusetts Amherst, e il suo team a esaminare la possibilità che, oltre alla conduzione, il calore possa essere trasferito anche per irradiazione nei materiali trasparenti.

Attraverso esperimenti condotti su polimeri traslucidi

e vetri inorganici, mantenuti in condizioni di vuoto per eliminare il trasferimento attraverso l’aria, e riscaldati da un lato con un laser, gli scienziati hanno osservato una propagazione del calore che non può essere spiegata dalla sola legge di Fourier.

L’uso di telecamere termiche ha rivelato che, nei materiali traslucidi, l’energia sembra irradiarsi internamente, con le imperfezioni del materiale che agiscono come fonti di calore secondarie, irradiando a loro volta attraverso il materiale. Questo meccanismo non si osserva nei materiali opachi, che seguono invece i principi tradizionali di Fourier.

 

La ricerca sulla trasmissione del calore

Granick sottolinea: “Non è che la legge di Fourier sia sbagliata, semplicemente non spiega completamente il fenomeno del trasferimento del calore che osserviamo”. Questa ricerca pionieristica apre nuove prospettive sulla dinamica del calore, fornendo agli ingegneri strategie innovative per la progettazione di circuiti termici, e sottolinea l’importanza della ricerca di base nel continuo avanzamento della nostra comprensione del mondo fisico.