Dal cuore 'morbido' della materia i futuri dispositivi hi-tech

Da transistor ultraveloci a nuovi superconduttori

La materia 'dura', cioè allo stato solido, può avere anche un 'cuore morbido' e può essere lavorata per realizzare dispositivi di alta tecnologia, come transistor ultraveloci per i computer del futuro, superconduttori e rivelatori di luce ultrasensibili. La conferma che la materia può entrare in una nuova fase 'morbida' arriva dallo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, condotto dai fisici dell'università Sapienza di Roma e del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr).

Nei materiali solidi, spiegano gli esperti, gli elettroni possono trovarsi in diversi stati o fasi, che conferiscono al materiale proprietà molto diverse: isolanti, conduttrici, come nei metalli conduttori, oppure fasi superconduttrici, in cui la resistenza elettrica è nulla, e fasi magnetiche. Analizzando i superconduttori ad alta temperatura, chiamati cuprati, i ricercatori hanno confermato che la materia solida sperimenta anche una fase di 'morbidezza' elettronica: nella quale gli elettroni si raggruppano in alcune regioni e si diradano in altre, come succede alle molecole della materia soffice tradizionale, per esempio i cristalli liquidi usati negli schermi.

Mentre la materia soffice tradizionale ha una consistenza molto morbida, quasi liquida, la materia elettronica soffice resta dura, ma è la sua 'anima' che diventa morbida. ''Le molecole della materia soffice tradizionale si possono immaginare come insiemi di atomi-palline; gli elettroni nei solidi sono invece quantistici e vanno immaginati come 'onde' o 'nuvolette''', spiega uno dei ricercatori del gruppo della Sapienza, il fisico Marco Grilli.

La differenza è che nella materia soffice sono le molecole che si raggruppano e formano catene, mentre nella materia soffice elettronica sono gli elettroni che si raggruppano e formano non catene ma gruppi di 'nuvolette'. Questi fenomeni di 'morbidezza elettronica' sembrano diffusi in materiali diversi. Conoscere questo stato della materia aprirebbe, secondo i ricercatori, una nuova direzione nella fisica della materia dura in cui ''la materia elettronica soffice può essere manipolata e usata nei dispositivi di alta tecnologia''.

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