Quando gli atomi hanno più lati di quanto pensassimo

Ti è mai capitato di scoprire che qualcuno che credevi di conoscere bene nascondeva una personalità completamente diversa? Ecco, agli scienziati dei materiali sta succedendo la stessa cosa — solo che invece di amici, stanno studiando atomi.

Un gruppo dell'Università Ebraica di Gerusalemme ha appena pubblicato risultati che hanno fatto drizzare le orecchie a molti fisici. Oggetto del loro studio: due materiali che esistono da decenni. Niente di nuovo all'orizzonte, insomma. Ma quando i ricercatori hanno guardato più da vicino con tecniche di misura estremamente sensibili, hanno trovato qualcosa di inaspettato.

Due voci che sembrano una

La storia è questa: entrambi i materiali — niobium diselenide e tantalum disulfide — sembravano avere un unico stato superconduttivo. Per chi non lo sapesse, i superconduttori sono materiali che trasportano corrente elettrica senza perdere nemmeno un briciolo di energia. Zero calore, zero sprechi. Sono il Santo Graal dell'elettronica, e i fisici ne parlano dal 1911. Sì, li conosciamo da più di un secolo e ancora scopriamo cose nuove.

I ricercatori hanno usato una tecnica chiamata spettroscopia a effetto tunnel. Quello che hanno trovato è sorprendente: questi materiali non hanno uno stato superconduttivo, ne hanno due. E interagiscono così bene tra loro che appaiono come un singolo stato unificato.

È un po' come ascoltare quello che sembra un cantante solo, per poi scoprire che sono in realtà due voci che intonano la stessa nota in modo così perfetto da sembrare una sola persona. Bellissimo, no?

Il puzzle che finalmente si risolve

Perché dovrebbe importarci? Prima di tutto, questa scoperta spiega un enigma che aveva lasciato i fisici perplessi per anni. Esperimenti precedenti avevano mostrato che questi materiali avevano uno spettro di energia superconduttiva che non quadrava con le teorie tradizionali. Tutti a grattarsi la testa, chiedendosi perché i numeri non tornassero.

Ecco la risposta: le teorie erano giuste. Serviva solo un modello con due ordini superconduttivi distinti invece di uno per far combaciare tutto.

Cosa ci facciamo con questa scoperta?

Se capiamo che questi materiali sono più complessi di quanto pensassimo, possiamo usare questa conoscenza per progettare superconduttori migliori. Stiamo parlando di applicazioni potenziali in elettronica ad alta efficienza, computer quantistici e sistemi medici avanzati. Non male per qualcosa che si nascondeva in un materiale studiato da decenni.

E c'è un dettaglio divertente: i ricercatori hanno anche trovato indizi che versioni più spesse del niobium diselenide potrebbero avere addirittura tre stati superconduttivi che interagiscono tra loro. Tre! A questo punto, mi aspetto che prima o poi ci trovino un intero coro là dentro.

Il punto

La lezione qui, secondo me, è che la scienza non smette mai di stupirci. Più guardiamo attentamente, più troviamo. A volte l'universo è più complicato — e più interessante — di quanto avremmo mai immaginato.

Tu cosa ne pensi? C'è qualcosa nella tua vita che si è rivelato più complesso di quanto sembrasse a prima vista? A volte mi sembra che la fisica faccia solo da specchio al resto dell'esistenza.