Extreuen energia d'un lloc on a penes hi ha energia

2012/11/09 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

A temperatures molt baixes, 5 K, la vibració de la molècula d'hidrogen és diminuta. Hamarna és un moviment d'uns quants picómetros que només té una energia de deu milieletronvoltios. A més, pot considerar-se com un moviment aleatori, és a dir, com un senyal de soroll. Però els processos naturals també aprofiten aquestes petites oscil·lacions per a proveir energia a l'activitat cel·lular, per exemple.

Un grup internacional de físics, el centre CIC nanoGUNE i la Universitat de Berlín han trobat una manera d'extreure l'energia d'aquesta petita oscil·lació i transmetre-la a un altre oscil·lador. Aquesta recerca ha estat publicada per la revista Science.

Els investigadors han descobert que poden estimular l'hidrogen per a iniciar l'oscil·lació. Per a això han utilitzat els electrons emesos per l'efecte túnel, que han atrapat a una molècula d'hidrogen entre l'agulla d'un microscopi de túnel d'efecte i un altre elèctrode, que en bombardejar els electrons a l'hidrogen, comença a oscil·lar. El microscopi ha estat utilitzat com a interruptor. D'aquesta manera, el microscopi rep l'energia de l'oscil·lació, que ha estat transmesa a un gran oscil·lador. Així, encara que la molècula d'hidrogen tingui una estructura molt petita, pot subministrar energia a un oscil·lador gran. En definitiva, els físics han extret i aprofitat l'energia d'un senyal de soroll.

Segons els investigadors de l'article original, “aquest fenomen pot augmentar la transmissió d'energia de fonts incoherents a la dinàmica coherent d'un motor molecular”. És a dir, una gran nanoestructura amb funció de motor podria rebre energia dels senyals de soroll a través d'aquest mecanisme.

La molècula d'hidrogen oscil·la entre dos estats, representats en la següent figura en dos colors: el vermell i el blau. El senyal de soroll (noise) és l'oscil·lació entre totes dues situacions. Aquest moviment actua sobre la punta de l'agulla del microscopi, donant lloc a un moviment periòdic (periodic). Mitjançant aquest sistema, un oscil·lador acoblat amb l'agulla pot captar l'energia de la molècula d'hidrogen. Ed. CIC nanoGUNE©