Nuovi superconduttori per abbattere i costi dell’energia. La rivoluzione che parla italiano

Su Science lo studio del Politecnico di Milano che svela un altro segreto dei cuprati

Foto Uff. Stampa Politecnico Milano
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TiscaliNews

Sono approdati su 'Science' i risultati della ricerca internazionale del superconduttore a temperatura ambiente, il materiale che potrebbe rivoluzionare le tecnologie, abbattendo i costi energetici della distribuzione dell’elettricità e cambiare la struttura stessa del sistema di produzione e distribuzione della corrente elettrica nel mondo. Lo studio rende, infatti, meno misterioso lo 'strano' comportamento dei cuprati, materiali superconduttori composti di rame, ossigeno e altri elementi che però 'funzionano' solo a bassissime temperature. Si apre così la strada a 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 hanno infatti scoperto che, nello stato normale, la presenza di onde di densità di carica modifica il comportamento di tipo 'metallo strano' dei cuprati e lo porta ad essere più simile a quello dei normali metalli. I superconduttori sono materiali al cui interno la corrente elettrica viaggia senza resistenza al di sotto di una certa temperatura.

Questo, spiegano il Politecnico di Milano e l’Università Chalmers, "li differenzia 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. E l'obiettivo dei ricercatori è proprio quello di trovare materiali che siano superconduttori a temperature normali. Gli studiosi del PoliMi e dell'Università di Chalmers 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 - é che si comportano in modo non convenzionale, tanto da essere denominati metalli 'strani'".

E "la stranezza - proseguono - sta nell’aumento lineare della resistività con la temperatura, cosa che non avviene di solito per i metalli normali". Capire la 'stranezza' dello stato 'normale' dei cuprati superconduttori è uno degli obiettivi della ricerca internazionale in questo campo negli ultimi anni.

"Questo tipo di osservazione è di grande rilevanza perché mostra finalmente una correlazione tra proprietà macroscopiche (la resistività nello stato normale, la superconduttività) e proprietà microscopiche (le onde di densità di carica)" spiega il professor Giacomo Ghiringhelli, docente di Fisica Sperimentale al Politecnico di Milano. "Questo - aggiunge - 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".

Per comprendere l’importanza della cosa, gli esperti invitano a considerare che "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'".