Oristano 17 novembre 2021
Cari amici,
È stato pubblicato su Science
lo studio del Politecnico di Milano che ha portato a svelare un altro
segreto dei “cuprati”, dei superconduttori che potrebbero rivoluzionare
le attuali tecnologie, abbattendo i costi energetici della distribuzione
dell’elettricità e cambiando la struttura stessa del sistema di produzione e
distribuzione della corrente elettrica nel mondo. Lo studio del Politecnico di
Milano, insomma, è riuscito a rendere meno misterioso lo 'strano' comportamento
dei cuprati, quei superconduttori composti di rame, ossigeno e altri elementi,
che però ‘entrano in funzione' solo a bassissime temperature, aprendo così la
strada ad una vera e propria rivoluzione dell’elettricità.
Gli scienziati
dell’Università Chalmers di Göteborg, del Politecnico di Milano, della Sapienza
di Roma e del Sincrotrone Europeo ESRF (European Synchrotron Radiation
Facility), hanno infatti scoperto che, nello stato normale, la presenza di onde
di densità di carica modifica il comportamento-tipo del 'metallo strano' (quello dei
cuprati) e lo porta ad essere più simile a quello dei normali metalli. I
superconduttori sono dei materiali al cui interno la corrente elettrica viaggia
senza resistenza al di sotto di una certa temperatura.
Come spiegano il
Politecnico di Milano e l’Università Chalmers, "i cuprati si differenziano in modo
drastico dai normali metalli in cui la resistenza comporta una produzione di
calore e quindi uno spreco di energia allorché scorre una corrente".
Benché nota da più di un secolo, la superconduttività rimane uno dei fenomeni
più misteriosi e affascinanti studiati dalla fisica dei solidi. Ora l'obiettivo
dei ricercatori è proprio quello di trovare materiali che siano superconduttori
a temperature normali. Gli studiosi prima citati ricordano che "una
proprietà importante dei cuprati - data dal fatto che, anche a temperatura
superiore a quella critica, quando sono nello stato 'normale' e quindi non
hanno resistenza zero - è che si comportano in modo non convenzionale, tanto da
essere denominati metalli 'strani'".
Come ha spiegato il
professor Giacomo Ghiringhelli, docente di Fisica Sperimentale al
Politecnico di Milano, "la superconduttività è la più spettacolare
manifestazione macroscopica, visibile a occhio nudo, della fisica quantistica,
indispensabile per descrivere i fenomeni sulla scala atomica, ma di solito non
su quella macroscopica. Tuttavia la superconduttività è un fenomeno
macro-quantistico. Ora si scopre che anche ad elevata temperatura, nello stato
'normale' i cuprati hanno un comportamento quantistico, per cui si può parlare
di materia 'ultra-quantistica'". Amici, tutti termini difficilissimi, per noi, comuni mortali!
La superconduttività fu
sperimentata per la prima volta nel 1911 dal fisico olandese Heike Kamerlingh
Onnes in un filamento di mercurio raffreddato ad una temperatura di appena 4,2
gradi Kelvin, ovvero appena quattro gradi sopra lo zero assoluto. “Kamerlingh
Onnes stava conducendo i suoi studi sull’elio liquido, che lo avrebbero portato
al premio Nobel. Scoprire un superconduttore che funziona a temperatura
ambiente è il miraggio inseguito negli ultimi decenni da schiere di fisici e di
ingegneri. In sostanza, cioè, un materiale che si lascia attraversare da
elevatissimi valori di corrente elettrica senza opporre resistenza, ovvero
senza disperdere energia sotto forma di calore secondo il fenomeno noto come
effetto Joule.
Cari amici, indubbiamente è una scoperta importantissima, quella portata avanti dal Politecnico di Milano, che,
come dice il professor Giacomo Ghiringhelli, “Quello scoperto può essere il
bandolo della matassa a lungo cercato dai teorici, una base sicura su cui
costruire finalmente la spiegazione del comportamento così originale dei
cuprati superconduttori”. Una scoperta che credo consentirà, in un futuro prossimo, una considerevole diminuzione degli attuali, alti costi energetici.
A domani.
Mario
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