En 1856, el físico William Thomson, conocido hoy como Lord Kelvin, formuló lo que se conoce como el efecto Thomson: un fenómeno en el que un conductor, al que se le aplica simultáneamente una corriente eléctrica y un gradiente de temperatura, experimenta un cambio en su temperatura interna. A diferencia de otros efectos térmicos, como el efecto Peltier, que se manifiestan en los bordes de un material, el efecto Thomson se produce de manera distribuida dentro del conductor.
Pasaron más de 150 años desde que se predijera la existencia de una variante transversal del efecto Thomson, donde la corriente, el calor y el campo magnético deben estar orientados en ángulos rectos entre sí. La medición de este fenómeno resultaba complicada, ya que sus señales eran sutiles y se veían enmascaradas por otros efectos térmicos más conocidos.
Recientemente, un equipo de investigación japonés dirigido por Atsushi Takahagi y Ken-ichi Uchida ha hecho un avance significativo al observar por primera vez de manera experimental este efecto. Su estudio, publicado en Nature Physics, presentaba un innovador método de imagen térmica de alta sensibilidad y se llevó a cabo utilizando una aleación de bismuto y antimonio, conocida por sus peculiares propiedades térmicas.
El trabajo sobresale por su diseño meticuloso. Primero, los investigadores aplicaron una corriente eléctrica y un campo magnético a la muestra sin crear una diferencia de temperatura. Posteriormente, repitieron el experimento generando dicho gradiente. Al comparar ambos conjuntos de imágenes térmicas, lograron aislar el patrón correspondiente al efecto Thomson transversal.
Uno de los hitos de la investigación fue descubrir que este efecto no solo existe, sino que puede invertir su signo. Es decir, el material puede calentarse o enfriarse dependiendo de la dirección del campo magnético aplicado. Este descubrimiento tiene implicaciones prácticas, permitiendo la creación de dispositivos que gestionen el calor de manera controlada, simplemente reorientando el campo magnético.
Aunque se trata de un hallazgo experimental, su impacto potencial es considerable. Los efectos termoeléctricos desempeñan un papel crucial en aplicaciones como la refrigeración sin compresores y la conversión de calor residual en electricidad. Sin embargo, los investigadores advierten que en el material utilizado, las dos componentes del efecto tienden a anularse parcialmente, lo que limita la magnitud total del fenómeno. Identificar nuevos materiales que fortalezcan ambas componentes podría facilitar materiales de alto rendimiento en el futuro.
Este descubrimiento no solo cierra un vacío teórico existente desde hace más de un siglo, sino que abre puertas a tecnologías térmicas innovadoras, todo ello basado en un fenómeno que fue predicho en una época en la que la electricidad, tal como la conocemos hoy, ni siquiera existía.
Gracias por leer Columna Digital, puedes seguirnos en Facebook, Twitter, Instagram o visitar nuestra página oficial. No olvides comentar sobre este articulo directamente en la parte inferior de esta página, tu comentario es muy importante para nuestra área de redacción y nuestros lectores.
