Unos investigadores revelan que el calor es más rápido que el frío

Los expertos han realizado un experimento en partículas que demuestra este fenómeno mediante un láser que permite inmovilizarlas y manipularlas con precisión

Investigadores de la Universidad de Granada (UGR) revelan que el calentamiento es más rápido que el enfriamiento mediante un experimento con partículas microscópicas. Han contado con la ayuda del Instituto Max Planck de Ciencias Naturales Multidisciplinarias de la ciudad alemana de Gotinga. En el estudio han utilizado un haz láser que permite inmovilizarlas y manipularlas con precisión. La revista científica Nature Physics ha publicado el trabajo.

Los autores de la investigación han desarrollado los experimentos en el Departamento de Física Aplicada de la UGR. En concreto, en el Laboratorio de Atrapamiento de Nanopartículas (NanoTLab), de reciente creación y el único de Andalucía que dispone de un dispositivo de pinzas ópticas, instrumento fundamental para el estudio. La fabricación de este aparato le valió a su creador, Arthur Ashkin, el Premio Nobel de Física en 2018.

Específicamente, los investigadores trabajaron con partículas microscópicas inmersas en agua y analizaron su evolución cuando se cambia súbitamente el baño térmico en el que se encuentra un objeto. Es decir, tomar un objeto que está en un baño de agua hirviendo e introducirlo en una mezcla de agua con hielo. De esta forma, el sistema tiende a igualar su temperatura con la fijada por el nuevo ambiente térmico. Y recorre un camino diferente del que seguiría en el proceso inverso. Como haría al introducir en agua hirviendo un objeto recién sacado de la mezcla de agua con hielo.

La clave de la rapidez del calentamiento

El hecho de que el proceso de calentamiento es siempre más rápido que el de enfriamiento se debe a que, con el incremento de la temperatura del fluido, la frecuencia de estas colisiones aumenta. De esta forma, la partícula alcanza un estado de equilibrio con la temperatura final a medida que se adapta a convivir con este nuevo ambiente.

Respecto a la situación opuesta, el proceso de enfriamiento implica una transición de un estado de alta energía térmica a uno de energía menor. En este procedimiento, el equilibrio se torna más lento, porque la partícula posee inicialmente una energía significativamente superior a la del fluido que la rodea. Por tanto, no puede desprenderse de ella con la misma facilidad que en el caso contrario.