En laboratorios de todo el mundo, el flujo térmico en los cristales comenzó de pronto a desviarse bajo la acción de un campo magnético, y esto ocurrió no en materiales exóticos, sino en los semiconductores y aislantes más comunes, como el silicio, el germanio y el óxido de magnesio.
Se trata del efecto Hall térmico fonónico: las cuasipartículas que describen las vibraciones de la red atómica generan, bajo la influencia de un campo magnético, una corriente térmica transversal. Antes se creía que tal comportamiento era característico únicamente de materiales con peculiaridades magnéticas o topológicas, donde desempeñan un papel los espines o excitaciones especiales.
Nuevas mediciones mostraron que el efecto se manifiesta de manera universal, en una amplia clase de cristales no magnéticos. Además, la magnitud de la conductividad térmica transversal escala con el cuadrado de la longitudinal, lo que indica una interacción directa de las vibraciones de los átomos con el campo magnético, sin la mediación de otras cuasipartículas.
Este descubrimiento obliga a revisar las concepciones básicas sobre cómo se comportan los fonones en un campo magnético. Si antes el transporte térmico se consideraba en lo esencial escalar e insensible a las influencias magnéticas en los materiales ordinarios, ahora hay que tener en cuenta un nuevo grado de libertad: la polarización elíptica de los fonones y su interacción con el campo externo.
Para las aplicaciones prácticas, esto significa que en los futuros dispositivos termoeléctricos y sistemas de refrigeración se podrá controlar el flujo térmico no solo mediante el gradiente de temperatura, sino también con un campo magnético débil. Tales materiales ya se utilizan en la electrónica, y el efecto puede influir en el cálculo de los regímenes térmicos de los chips.
Los experimentos se llevaron a cabo con muestras de alta calidad, en las que la contribución de los portadores de carga era mínima, lo que permitió aislar el mecanismo puramente fonónico. Los resultados concuerdan con los modelos teóricos que predicen la universalidad del fenómeno para cristales con simetría discreta.
Así pues, la imagen habitual de la materia condensada, en la que los fonones se consideraban «simples» portadores de calor, se vuelve más compleja, y abre el camino a nuevas formas de controlar los flujos térmicos a nivel microscópico.
