Legge di Fourier, una scoperta eccezionale

Scoprire che una delle più rognose leggi della fisica studiate al liceo ha un’eccezione regala emozioni contrastanti: rivalsa da un lato, perché giustifica i brutti voti e tristezza dall’altro, perché fa pensare: “Quanta fatica sprecata!”. Ma in fondo, non è una novità che la fisica cambia per via di interpretazioni errate.
La Legge di Fourier descrive il movimento del calore nei materiali solidi. Un gruppo di ricercatori guidati dall’Università del Massachusetts Amherst ha però messo in discussione questo caposaldo della fisica dopo 200 anni dalla sua enunciazione.
Sebbene esistano eccezioni a questa legge su scala nanometrica, la ricerca in questione è la prima a evidenziare che la legge potrebbe non valere sempre su scala macroscopica. Il nocciolo della questione è il seguente: il calore può essere trasmesso attraverso un percorso alternativo rispetto a quello comunemente accettato e postulato da Fourier?
Il calore radiante, quello che sentiamo dal sole, si propaga attraverso onde elettromagnetiche che riscaldano la pelle quando c’è sole. Al contrario, la diffusione è il processo che fa sì che una tazza di tè caldo riscaldi la mano dopo averlo versato. Per due secoli, si è creduto che la diffusione spiegasse il modo in cui il calore viaggia attraverso i solidi ma a volte, è necessario “mettere da parte il libro di testo” come suggerisce il professor Steve Granick.
Lui ha ipotizzato che un’eccezione alla Legge di Fourier potesse essere trovata nei polimeri traslucidi e nei vetri inorganici. Entrambi consentono la diffusione del calore, ma la loro trasparenza potrebbe permettere all’energia di irradiarsi in maniera differente.
Il team ha fatto degli esperimenti in ambienti privi aria per evitare interferenze e ha usato laser e telecamere speciali per vedere cosa succedeva. È stato scoperto che in questi materiali il calore non si limitava a diffondersi come al solito ma sembrava “saltare”, interagendo con piccole imperfezioni strutturali che diventano fonti secondarie di calore.
Ciò significa che in alcuni casi, il calore può viaggiare attraverso questi materiali in modo diverso, toccando zone che prima non consideravamo.

Di Gianluca Cobucci – fonte: https://tech.everyeye.it/notizie/scoperta-eccezione-legge-fondamentale-fisica-703803.html