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Aquecendo um cristal do mineral fresnoite, os cientistas do Oak Ridge National Laboratory descobriram que as excitações chamadas fasões transportam calor três vezes mais longe e mais rápido que os fônons, as excitações que geralmente transportam calor através de um material.
“Os nêutrons eram ideais para explorar essas fontes de transporte de calor porque interagem tanto com os fásons quanto com os fônons”, disse Michael Manley, que liderou o estudo com Raphael Hermann.
Na maioria dos cristais, as vibrações atômicas propagam ondas excitadas através da rede como fônons. No entanto, em certos cristais, rearranjos atômicos também propagam ondas excitadas como fásons. Como os fasões podem se mover mais rápido que o som, os físicos previram que eles se destacariam no calor em movimento.
A equipe mapeou caminhos de fásons e fônons e caracterizou suas vibrações na Spallation Neutron Source do ORNL e mediu o transporte de calor através da rede em um laboratório da Divisão de Ciência e Tecnologia de Materiais.
“Observamos fasões transportando calor através do cristal melhorando a resolução experimental, como ir do Hubble ao Telescópio Espacial James Webb”, disse Hermann, referindo-se aos telescópios icônicos lançados com três décadas de diferença.
Os resultados podem ajudar os teóricos a melhorar a precisão das simulações de transporte de calor de materiais energéticos.
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