De acordo com a física clássica, o calor sempre flui espontaneamente dos objetos mais quentes para os mais frios, até ser atingido o equilíbrio (Fig. 1). Por exemplo, um prato de comida quente deixado em cima da mesa perderá calor para o ambiente, esfriando até atingir a temperatura ambiente. Tal fenômeno pode ser explicado pela segunda lei da termodinâmica.
Mas seria possível o calor fluir do mais frio para o mais quente? Em alguns casos excepcionais, sim. Um exemplo são máquinas como o ar condicionado e a geladeira, o que só é possível porque há gasto de energia externa, ou seja, o fluxo do calor não é espontâneo. E agora, observou-se um caso em que o calor flui do mais frio para o mais quente sem gasto de energia externa, o que só foi constatado graças a experimentos de física quântica feitos por pesquisadores brasileiros.
A pesquisa foi realizada por pesquisadores da Universidade Federal do ABC, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas e da USP, com a colaboração de coautores da Alemanha e de Singapura. O estudo foi publicado no começo deste mês (05/06/2019) na revista científica Nature Communications.
No estudo, foram analisados spins de átomos de hidrogênio e carbono que apresentavam ligação moléculas de clorofórmio. A tecnologia utilizada foi a de ressonância magnética nuclear, parecida com a utilizada em hospitais. Os cientistas observaram o calor fluir de um spin mais frio para um spin mais quente (Fig. 2). A descoberta dos pesquisadores brasileiros terá implicações importantes na área de física quântica, inclusive no campo de computação quântica.
Saiba mais assistindo ao vídeo abaixo, produzido pela agência FAPESP:
Referências
Artigo original (em inglês): Micadei K, Peterson JPS, Souza AM, Sarthour RS, Oliveira IS, Landi GT, et al. Reversing the direction of heat flow using quantum correlations. Nat Commun. 2019;10: 2456. doi:10.1038/s41467-019-10333-7. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s41467-019-10333-7#Fig1