Esiste la possibilità di coniugare alta efficienza e alta potenza. Uno studio pisano realizzato da Campisi e Fazio e recentemente pubblicato su Nature Communications consultabile anche on line
dimostra che uno dei fatti più noti della termodinamica e cioè che l'efficienza massima di una macchina si raggiunge paradossalmente quando è ferma ( perchè non consuma energia ) può essere messo in discussione.
Per capire meglio, spiega Campisi, "Una macchina termica è una macchina che prende il calore da una fonte calda, lo tramuta in parte in energia meccanica o elettrica, e cede il resto ad una fonte fredda. L'esempio più semplice è quello della comune automobile"
"Come ci insegna la macchina di Carnot concepita nel lontano 1824 - spiega sempre il giovane fisico ( Marie Curie Fellow presso la Scuola Normale Superiore di Pisa dove svolge attività di ricerca nel campo della fisica quantistica, grazie al Progetto ``NeQuFluX'' finanziato dalla Comunità Europea ) - per raggiungere l'efficienza massima, le macchine devono paradossalmente andare piano. Per capirlo, pensiamo sempre al motore a scoppio delle nostre autovetture. Più basso è il numero di giri, meno si consuma, però si va anche più piano".
"Nella nostra ricerca ci siamo chiesti se fosse possibile avvicinarsi all'efficienza massima senza dover rinunciare alla potenza erogata. E per farlo abbiamo pensato a una transizione di fase. Dove la composizione della materia - spiega ancora Campisi - cambia ma non viene disperso il calore. Anzi la capacità termica in fase di trasformazione cresce e il calore in eccesso può essere ceduto alla macchina stessa.
Lo scopo è ottenere macchine che abbiano contemporaneamente alta efficienza e alta potenza. Non è facile, ma una applicazione pratica in futuro potrebbe ad esempio essere quella legata ai pannelli solari e in generale allo sfruttamento del calore nei microchip."