Cuando una pieza de material conductor se calienta en un extremo, se puede acumular una diferencia de potencial en la muestra, que a su vez se puede convertir en una corriente. Este es el llamado efecto Sebek, y es la piedra angular de los efectos termoeléctricos. En particular, el efecto proporciona una forma de crear una acción a partir de la diferencia de temperatura. Estos motores termoeléctricos no tienen ninguna parte móvil y, por lo tanto, son fuentes de energía adecuadas en diversas aplicaciones, incluida la propulsión. La perseverancia de la sonda Mars de la NASA. El efecto Sepik también es interesante para la física fundamental, ya que la magnitud y la marca de la corriente termoeléctrica inducida es característica de la materia e indica cómo se unen las corrientes de entropía y carga. El grupo del profesor Tillman Esslinger en el Instituto de Electrónica Cuántica ha escrito en Physical Review X, sobre el reflejo controlado de tal corriente al cambiar la fuerza de interacción entre los componentes de un simulador cuántico hecho de átomos extremadamente fríos atrapados en campos en forma de láser. La capacidad de inducir tal inversión significa que el sistema se puede convertir de un motor termoeléctrico a un refrigerante.
¿De qué manera, por favor?
El experimento, realizado por el investigador de doctorado Samuel Hossler y sus colegas del grupo Eislinger, comenzó con una nube de átomos de litio fermiónico que se enfrían a temperaturas lo suficientemente bajas como para que los efectos cuánticos determinen el comportamiento del grupo. Luego, la nube se divide en dos mitades independientes del mismo número atómico. Uno de ellos se calienta, antes de que los dos tanques se conecten a un canal 2D. La condición de equilibrio que se desarrolla de esta manera es la esperada: después de un tiempo suficientemente largo, las mitades contienen números atómicos iguales a temperaturas iguales. Lo más interesante es el comportamiento transitorio. Durante el proceso de equilibrio, el número de átomos en cada tanque cambia, a medida que los átomos fluyen y refluyen entre ellos. En qué dirección y con qué amplitud esto ocurre depende de las propiedades termoeléctricas del sistema.
Gracias al excelente control sobre el sistema, los investigadores pudieron medir los comportamientos transitorios de las diversas fuerzas de interacción y la densidad atómica dentro del canal y compararlos con un modelo simple. A diferencia de los sistemas de estado sólido, donde la mayoría de las propiedades termoeléctricas se pueden medir en experimentos simples y bien definidos, en estas pequeñas nubes de átomos, los parámetros se infieren a partir de cantidades básicas como la densidad de un átomo. Encontrar un procedimiento que extraiga adecuadamente cantidades termoeléctricas a través de una amplia gama de parámetros fue un punto importante del trabajo.
El equipo descubrió que la tendencia actual se debe a una competencia entre dos influencias (consulte la figura siguiente). Por un lado (izquierda), las propiedades termodinámicas de los tanques favorecen un aumento del número de átomos en el tanque caliente, para equilibrar los potenciales químicos de las mitades. Por otro lado (a la derecha), las propiedades del canal facilitan el transporte de partículas calientes y energéticas, porque tienen una gran cantidad de posibles rutas (o patrones) disponibles para ellas, lo que aumenta la cantidad de átomos en el tanque frío. .
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