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Scienziati scoprono nuovo materiale che non può essere
spiegato dalla fisica classica
Un team internazionale di fisici si è “imbattuto” in un materiale completamente nuovo, che hanno chiamato “Weyl-Kondo semimetal”.
Il “semimetallo” appartiene a una categoria di sostanze conosciute come “materiali quantistici”.
I materiali quantistici hanno varie proprietà bizzarre, alcune delle quali potrebbero contribuire a future innovazioni tecnologiche come il calcolo quantico – considerato da molti come la prossima rivoluzione nella tecnologia dei computer.
Per il momento, tuttavia, i ricercatori che lavorano su materiali quantistici stanno cercando di capire come funzionano e quanto possono essere più utili.
“La parola quantum in materiali quantici significa che hanno proprietà che non possono essere descritte dalla fisica classica – dobbiamo invocare la fisica quantistica”, ha detto la dottoressa Amalia Coldea, ricercatrice di materiali quantistici presso l’Università di Oxford che non è stata coinvolta in questo nuovo studio.
“Spesso ci riferiamo a materiali in cui vi sono interazioni molto forti tra i loro componenti: non si conoscono le proprietà che avranno e non si può prevedere in anticipo”.
Poiché gli scienziati non hanno necessariamente le teorie per prevedere il comportamento dei materiali quantistici, spesso li creano prima sperimentalmente e li misurano per osservare le loro proprietà.
Le nuove scoperte, pubblicate nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, sono emerse in questo modo, con un team dell’Università di Tecnologia di Vienna che ha svolto lavori sperimentali per lo sviluppo di nuovi materiali, e un team della Rice University che ha svolto attività teoriche.
“Avevamo il materiale e la teoria in via di sviluppo in parallelo”, ha detto il prof Silke Buehler-Paschen, che ha guidato il team di Vienna.
Questo lavoro si è poi arricchito con il lavoro teorico svolto dal dott. Hsin-Hua Lai e dal suo team alla Rice University, che ha realizzato il potenziale per creare un materiale completamente nuovo.
“Ci siamo imbattuti in un modello in cui, all’improvviso, abbiamo scoperto che la massa era passata da 1.000 volte la massa di un elettrone a zero”, ha affermato il dott. Lai.
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Questa è una caratteristica dei “fermioni di Weyl”, particelle elusive inizialmente proposte oltre 80 anni fa.
Gli scienziati si sono resi conto che queste particelle provenivano da un fenomeno noto come “effetto Kondo”, portandole a nominare il loro nuovo materiale, il semimetallo Weyl-Kondo.
Mentre questa ricerca è ancora di interesse principalmente per altri ricercatori quantistici, il Prof Buehler-Paschen è chiaro su dove potrebbe portare alla fine.
“Attualmente progettiamo questi materiali per trovare nuovi effetti”, ha affermato. “Li cerchiamo perché questi effetti potrebbero essere molto utili, con applicazioni tecnologiche come il calcolo quantico.”