Creato il supersolido in 2D, un materiale quasi magico Fonte foto: IQOQI Innsbruck/Harald Ritsch
SCIENZA

Creato il supersolido in 2D, un materiale quasi magico

La particolarità è che può avere una struttura cristallina e allo stesso tempo essere superfluido. Dopo decenni di tentativi lo strano elaborato è stato realizzato dal gruppo di ricerca dell’Università austriaca di Innsbruck guidato dall’italiana Francesca Ferlaino.

Ci sono voluti decenni di ricerche e tentativi andati a vuoto, ma alla fine è stato realizzato il primo supersolido  in 2D, un materiale quasi magico realizzato sfruttando le bizzarrie quantistiche. L’elaborato possiede contemporaneamente le proprietà di un solido e quelle di un superfluido ed è stato creato dal gruppo di ricerca dell’Università austriaca di Innsbruck guidato dall’italiana Francesca Ferlaino. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature. L’esistenza di stati della materia supersolidi era stata ipotizzata a partire dagli anni ’50.

Le caratteristiche e la creazione del supersolido 2D

La particolarità di questi supersolidi sta nel fatto che a determinate condizioni un materiale può avere una struttura cristallina, e quindi essere solido, e allo stesso tempo può essere superfluido, ossia non generare nessun attrito, in linea teorica un materiale superfluido può scivolare all’infinto. Dagli anni ’50 decine di gruppi di ricercatori hanno provato a trasformare in realtà questi comportamenti previsti solo in linea teorica. Nel 2019 tre diversi gruppi, tra i quali quello dell’Istituto nazionale di ottica di Pisa del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Ino), erano riusciti a farlo ma solo con singoli ‘droplet’, in una singola dimensione. Il gruppo di Ferlaino è invece riuscito a disporre tanti droplet a formare un reticolo bidimensionale, una struttura ordinata come un cristallo ma che esprime tutti i bizzarri comportamenti quantistici previsti.

Alla base dell’intuizione che ha portato alla creazione del materiale c’è il fatto che, nel mondo dei quanti, la "localizzazione", ossia che una particella esista in uno specifico punto, viene a mancare. "Normalmente penseresti che ogni atomo si trovi in uno specifico droplet, senza possibilità di scambiarsi con gli altri", ha spiegato Matthew Norcia, uno dei ricercatori del gruppo. "Tuttavia, nello stato supersolido – ha aggiunto – ogni particella è delocalizzata in tutti i droplet ossia esistono simultaneamente in ciascun droplet". I bizzarri comportamenti esistenti su scala quantistica, all’interno dello scenario costruito dai ricercatori, hanno permesso di far emergere il comportamento supersolido in tutti i punti e allo stesso tempo. L’esperimento fatto dai ricercatori svizzeri aprirebbe le porte a nuove prospettive nel mondo della ricerca. Secondo Ferlaino potrebbe aiutare a comprendere "come si formino i ‘vortici’ nei vuoti che esistono tra i droplet vicini".

Restando nel mondo della fisica, un team di scienziati è invece riuscito a pesare i buchi neri.

Stefania Bernardini

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