27 November 2020

“Strani” passaggi di stato, a tre Britannici il premio Nobel per la Fisica 2016

Nonostante i notevoli progressi sui quali ha potuto contare la scienza negli ultimi anni, ci sono ancora nicchie di ricerca pionieristiche. Questo canale è quello che hanno seguito fin dai lontani anni ’70 tre scienziati britannici, David Thouless, Duncan Haldane e Michael Kosterlitz, tutti docenti di fisica in diverse Università.

Il Premio Nobel 2016 è stato assegnato per la scoperta del cosiddetto voltò esotico della materia, ossia dei passaggi che avvengono da uno stato all’altro della materia in condizioni inusuali. Questi studi hanno aperto le porte alla ricerca di nuovi materiali e in particolare di quelli per la superconduttività ad alta temperatura. David Thouless, Duncan Haldane e Michael Kosterlitz , questi i loro nomi, hanno contribuito alla comprensione più intima della materia usando metodi matematici molto avanzati appartenenti alla braca della matematica denominata Topologia.

Dobbiamo infatti sapere che le comuni fasi della materia sono quella solida, quella liquida e quella gassosa. Tuttavia, a temperature molto alte o a temperature molto basse la materia assume stati “esotici” come i gas ionizzati (plasma) oppure diventa superconduttiva, assume caratteristiche superfluide, oppure diventa una condensato di Bose-Einstain e altre fasi della materia condensata. Queste applicazioni troveranno presto applicazione nell’elettronica e nella scienza dei materiali

materia-nobelLa topologia è una branca della matematica che schematizza il cambiamento di comportamento della materia sotto forma di numero di “buchi” della materia e di comportamento di questi “buchi” a seconda delle diverse condizioni.  Il membro del comitato Nobel per la fisica Hansson, per spiegare in termini comprensibili la scoperta, si è presentato al pubblico con un sacchetto contenente tre dolci: un pretzel, un bagel e una brioche, spiegando che non si potrebbe passare da un dolce all’altro con una transizione di fase topologica, perché si dovrebbe praticare (o colmare) un buco, tradendo così la definizione stessa di “cambiamento con continuità“.

Importante anche la conferma del fatto che la materia parte ordinata (fenomeno noto come entropia) e diviene man mano disordinata. La perdita di questo ordine, già dimostrata attraverso l’esempio dei pendoli, è una regola importante poichè interessa anche i processi atmosferici ponendo le basi per la nota teoria del caos, proprio quella che non permetterà mai alle nostre previsioni di essere precise al cento per cento.

Report Luca Angelini

“Strani” passaggi di stato, a tre Britannici il premio Nobel per la Fisica 2016

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