Entender como o calor se propaga em materiais isolantes não é tão fácil quanto se poderia imaginar. Em termos quânticos, o calor viaja graças aos fônons, que são quase-partículas definidas basicamente como o quantum de vibração em uma estrutura cristalina.
Num esforço para avançar nessa compreensão, um grupo de pesquisadores no Brasil e na Europa realizou um abrangente estudo de condutividade térmica em titanato de estrôncio dopado e não dopado num vasto intervalo de temperaturas, entre 2 e 400 K.
O trabalho, que tem como primeira autora Valentina Martelli, do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), no Rio de Janeiro, foi publicado em 22 de março no “Physical Review Letters”, onde recebeu a prestigiosa rubrica “Editors’ Suggestion”, indicativa de sua importância.
A pesquisa produz três novas descobertas. Em primeiro lugar, numa gama de temperaturas estreita, a condutividade térmica evolui mais depressa do que numa função cúbica, algo que já havia sido observaço de alguns materiais sólidos.
Em segundo lugar, o estudo revela que uma distribuição aleatória dos dopantes reduz drasticamente a condutividade térmica abaixo de uma temperatura que regula o comprimento de onda dos fônons portadores de calor para a distância média entre os dopantes.
Em terceiro lugar, os pesquisadores atrelam a magnitude e dependência de temperatura da difusividade térmica de um sistema próximo à temperatura ambiente ao chamado tempo de espalhamento de Planck.
O trabalho também teve a participação de Mucio Continentino e Elisa Baggio-Saitovitch, do CBPF, Julio Larrea Jiménez, do IFUSP (Instituto de Física da Universidade de São Paulo) e Kamran Behnia, da ESPCI (Escola Superior de Física e Química Industrial de Paris), e da Universidade de Colônia, na Alemanha.
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