Em laboratórios de todo o mundo, o fluxo térmico em cristais de repente começou a se desviar sob a ação de um campo magnético — e isso não ocorreu em materiais exóticos, mas nos mais comuns semicondutores e isolantes, como o silício, o germânio e o óxido de magnésio.
Trata-se do efeito Hall térmico fonônico: as quasipartículas que descrevem as vibrações da rede atômica, sob a influência de um campo magnético, criam uma corrente térmica transversal. Antes se considerava que tal comportamento era característico apenas de materiais com peculiaridades magnéticas ou topológicas, nos quais os spins ou excitações especiais desempenham um papel.
Novas medições mostraram que o efeito se manifesta universalmente — em uma ampla classe de cristais não magnéticos. Além disso, a magnitude da condutividade térmica transversal escala com o quadrado da longitudinal, o que indica uma interação direta das vibrações dos átomos com o campo magnético, sem a mediação de outras quasipartículas.
Essa descoberta obriga a rever as concepções básicas sobre como os fônons se comportam em um campo magnético. Se antes o transporte térmico era considerado principalmente escalar e insensível aos efeitos magnéticos em materiais comuns, agora é preciso levar em conta um novo grau de liberdade — a polarização elíptica dos fônons e sua interação com o campo externo.
Para aplicações práticas, isso significa que, em futuros dispositivos termoelétricos e sistemas de refrigeração, será possível controlar o fluxo térmico não apenas pelo gradiente de temperatura, mas também por um campo magnético fraco. Tais materiais já são usados na eletrônica, e o efeito pode influenciar o cálculo dos regimes térmicos dos chips.
Os experimentos foram realizados em amostras de alta qualidade, nas quais a contribuição dos portadores de carga era mínima, o que permitiu isolar o mecanismo puramente fonônico. Os resultados são consistentes com modelos teóricos que preveem a universalidade do fenômeno para cristais com simetria discreta.
Assim, o quadro habitual da matéria condensada, no qual os fônons eram considerados «simples» transportadores de calor, torna-se mais complexo — e abre caminho para novas formas de controle dos fluxos térmicos em nível microscópico.
