Noves perspectives de la segona llei de la termodinàmica
«The long arm of the second law» és el títol de l'article publicat a l'edició de novembre de la prestigiosa revista Scientific American pel catedràtic Miquel Rubí del Departament de Física Fonamental , cap del Grup de Recerca de Física Estadística de la UB.
«The long arm of the second law» és el títol de l'article publicat a l'edició de novembre de la prestigiosa revista Scientific American pel catedràtic Miquel Rubí del Departament de Física Fonamental , cap del Grup de Recerca de Física Estadística de la UB.
La termodinàmica és un dels camps amb més dominis per explorar dins el món de la física. L'autor centra l'article en les diferents lectures de la segona llei de la termodinàmica, un principi pel qual el grau de desordre d'un sistema -és a dir, l'entropia- mai disminueix en un sistema aïllat. Tot i la vessant més empírica, el segon principi de la termodinàmica ofereix moltes interpretacions que són més aviat paradoxals.
Tal com explica Miquel Rubí en l'article, «el taló d'Aquil·les de la termodinàmica és el fet que, estrictament parlant, és aplicable només quan el sistema d'estudi es troba en un calmat estat conegut com d'equilibri». La recerca en el camp d'estudi dels sistemes fora d'equilibri constitueix avui dia una part molt important de la física, tot considerant les múltiples aplicacions que té, no només dins l'àmbit d'aquesta disciplina sinó també en altres com ara la química i la biologia, i en camps interdisciplinaris (nanociència, bioquímica, biofísica, etc).
Sistemes com són els col·loïdes, nanoclústers, proteïnes, motors moleculars i d'altres de nanoscòpics manifesten moltes de les característiques dels sistemes fora de l'equilibri. En aquest escenari de la recerca, la termodinàmica i la mecànica estadística ofereixen un marc conceptual útil per al progrés dels coneixements.
«Es creia que els sistemes molt allunyats de l'equilibri no se'ls podia estudiar amb els mètodes clàssics de la termodinàmica i la mecànica estadística -comenta Miquel Rubí- i que per això calia proposar teories molt diferents. Hem demostrat que si aprofitem les teories clàssiques però amb un canvi de perspectiva -aplicant-les a escales petites de temps i d'espai a la mesoescala- el marc conceptual clàssic, que està basat en la formulació de la segona llei de la termodinàmica, és encara vàlid. Aquest resultat suposa un pas envers la simplificació del tractament dels sistemes i obre un camp d'aplicacions interdisciplinàries enorme». En particular, la famosa segona llei de la termodinàmica és vàlida en aquestes escales petites i selecciona els processos que es poden dur a terme a la nanoescala.
Aquesta línia de recerca s'ha desenvolupat al Grup de Recerca de Física Estadística de la UB, on participen els investigadors David Reguera i Agustí Pérez, i hi col·laboren José Vilar del Memorial Sloan-Kettering Center de Nova York (Estats Units). Miquel Rubí, que va rebre l'A.v. Humboldt - J. C. Mutis Research Award el 2003 per la trajectòria científica en el camp de la física estadística de sistemes fora d'equilibri, ha rebut altres distincions internacionals, com ara la Medalla Onsager de la Universitat Noruega de Ciència i Tecnologia (NTNU), en homenatge a Lars Onsager, figura destacada de la física del segle XX en el camp de la termodinàmica dels processos irreversibles i Premi Nobel de Física (1968); la càtedra Onsager de la NTNU, i les càtedres Sandoval Vallarta de la Universitat Nacional Autònoma de Mèxic (UAM) i de l'Institut de Física de San Luis a Mèxic.