Lo caliente se enfría más rápido: el efecto Mpemba en la radiación térmica exprés
A veces, el agua en una taza caliente se congela más rápido que en una tibia. Esta paradoja tiene más de medio siglo y se llama efecto Mpemba. Por lo general, se atribuye al movimiento del líquido o a la evaporación. Ahora, los físicos han demostrado que un truco similar es posible sin agua, simplemente mediante la emisión de calor.
La protagonista de esta historia es una diminuta partícula de VO₂, suspendida a unas decenas de nanómetros de una placa fría de carburo de silicio (SiC). Cuando la partícula está más caliente, alcanza más rápido la temperatura de transición y 'activa' el estado metálico. El calor latente bloquea temporalmente parte de la energía, impidiendo que la temperatura baje. Y cuando la partícula se enfría un poco, la red vuelve a ser aislante y el calor almacenado se libera, como un resorte. Este amortiguador térmico crea las condiciones para que un cuerpo más caliente pueda atravesar el rango de temperatura peligroso más rápido que uno que partió con menos calor.
El papel clave lo juega el campo cercano: el intercambio de calor por radiación a distancias menores que la longitud de onda. Esto acelera drásticamente el enfriamiento y permite que el sustrato actúe como una memoria externa: al reflejar la radiación, la placa retiene información sobre el estado en que se encontraba la partícula. Así nace un efecto Mpemba pasivo, sin bombas, ventiladores ni electrónica compleja.
El efecto Mpemba lleva el nombre del estudiante tanzano Erasto Mpemba, quien en 1963 notó que el helado caliente se congelaba más rápido que el frío y convenció a un profesor para que lo verificara en el laboratorio.