Scoperta la ricetta della superconduttività di un nuovo materiale quantistico

superconduttività

I fisici del MIT hanno scoperto la “ricetta segreta” dietro alcune delle proprietà esotiche di un nuovo materiale quantistico che ha impressionato i fisici, tra cui la superconduttività. Sebbene i teorici avessero previsto il motivo delle proprietà insolite del materiale, noto come metallo kagome, questa è la prima volta che il fenomeno alla base di tali proprietà è stato osservato in laboratorio.

“La speranza è che la nostra nuova comprensione della struttura elettronica di un metallo kagome ci aiuti a costruire una ricca piattaforma per la scoperta di altri materiali quantistici”, afferma Riccardo Comin, Professore Associato di Fisica al MIT, il cui gruppo ha guidato lo studio. Ciò, a sua volta, potrebbe portare a una nuova classe di superconduttori, nuovi approcci all’informatica quantistica e altre tecnologie quantistiche.

Focus su due proprietà specifiche

I ricercatori si sono concentrati su due delle proprietà esotiche che un metallo kagome mostra quando viene raffreddato al di sotto della temperatura ambiente. A quelle temperature, gli elettroni nel materiale iniziano a mostrare un comportamento collettivo. “Si parlano tra loro, invece di muoversi in modo indipendente”, dice Comin.

Una delle proprietà risultanti è la superconduttività, che consente a un materiale di condurre l’elettricità in modo estremamente efficiente. In un metallo normale, gli elettroni si comportano in modo molto simile alle persone che ballano individualmente in una stanza. In un superconduttore kagome, quando il materiale viene raffreddato a 3 kelvin (circa -454 gradi Fahrenheit) gli elettroni iniziano a muoversi in coppia, come le coppie a un ballo. “E tutte queste coppie si muovono all’unisono, come se facessero parte di una coreografia quantistica”, dice Comin.

Comin osserva che i metalli kagome sono di grande interesse per i fisici in parte perché possono esibire sia onde di superconduttività che di densità di carica. “Questi due fenomeni esotici sono spesso in competizione tra loro, quindi è insolito che un materiale li ospiti entrambi”.