NeoFronteras

Imagen de microscopía electrónica del transistor de calor. N denota el electrodo de metal y S denota el electrodo superconductor. Las cuatro uniones túnel se llaman NIS y el voltaje es aplicado al electrodo al fondo de la foto (The American Physical Society).

Desarrollan un transistor que en lugar de controlar una corriente eléctrica controla el flujo de calor entre dos electrodos.
Sin los transistores no podría leer este artículo, tampoco podría ver la tele o escuchar su mp3. El Transistor se inventó hace medio siglo y desde entonces el mundo no ha sido mismo. Los transistores sustituyeron a las válvulas de vacío que hacían a todos los dispositivos electrónicos grandes, pesados y consumidores de mucha electricidad.
El funcionamiento de un transistor es sencillo: aplicando más o menos voltaje a uno de sus electrodos conseguimos controlar la corriente en las otras.
Ahora físicos italianos de fineses han creado el primer transistor de calor, en este transistor el flujo de calor entre dos electrodos está controlado por el voltaje aplicado a un tercero. Este flujo puede aumentarse, disminuirse o eliminarse a voluntad cambiando el voltaje.
El flujo de calor que controla es muy pequeño como para que se le encuentre aplicaciones prácticas, pero los investigadores implicados en el invento creen que puede ayudar a entender la física básica del flujo de calor en dispositivos de ese tamaño.
El invento está basado en el diseño del refrigerador monoelectrónico que fue presentado este año por Jukka Pekola y sus compañeros de la Universidad Tecnológica de Helsinkin y del NEST italiano.
El calor es transportado por electrones según atraviesan la unión entre un metal y un superconductor. Sólo un electrón a la vez puede pasar por efecto túnel a través de la unión porque la repulsión mutua les impide tunelar a la vez. Sólo los electrones más calientes pueden dejar el metal y debido a este efecto el calor pasa del metal al superconductor.
Han podido comprobar que el flujo de calor a través del transistor es una función de la temperatura del electrodo metálico lo que sugiere que el dispositivo podría usarse como termómetro ultrapreciso para medir temperaturas del orden de cientos de milikelvins.
Como el dispositivo permite estudiar con mucha precisión el calor transportado por un electrón podría a su vez ayudar a los físicos a diseñar mejores refrigeradores electrónicos (¿la placa Peltier de su PC quizás?) que también usan transferencia de calor mediada por electrones.

Referencia: Phys. Rev. Lett. 99 027203