Roma, 21 dic – Le proprietà dei materiali sono governate dalle particelle che possono muoversi e interagire al loro interno, come gli elettroni nei solidi, che sono un noto esempio di particelle fermioniche. Il comportamento collettivo di molte particelle interagenti può essere molto complesso, e comprenderlo è fondamentale per spiegare il comportamento macroscopico dei materiali. Quando le interazioni divengono così forti da far sì che tutte le particelle si comportino all’unisono, allora si parla di un sistema fortemente correlato. Esempi tipici di materiali in cui gli elettroni si comportano in maniera correlata sono i superconduttori e i magneti comuni. “La comprensione di questi materiali complessi, in cui le interazioni coinvolgono una proprietà interna degli elettroni denominata spin, rappresenta una delle sfide più grandi della fisica moderna, con potenziali ricadute verso lo sviluppo di tecnologie basate sulla meccanica quantistica”, continua Massimo Inguscio.
In anni recenti ciò ha portato gli studiosi a simulare questi sistemi utilizzando gas di atomi ultrafreddi, le cui reciproche interazioni possono essere regolate a piacimento, consentendo così di mimare il comportamento degli elettroni in un solido e investigarne il comportamento collettivo in un ambiente eccezionalmente pulito e controllato.
“Questa ricerca conferma nel caso di un gas atomico come la formazione di correlazioni tra le particelle fuori dall’equilibrio possa determinare non solo la dinamica microscopica ma anche le proprietà globali del sistema, proprio come avviene nelle fasi emulsive in chimica”, aggiunge Matteo Zaccanti del Cnr-Ino e Lens, che ha diretto la ricerca insieme al collega Giacomo Roati. “Il nostro lavoro apre nuove strade per la generale comprensione della dinamica complessa di sistemi correlati formati da particelle di natura fermionica”, conclude Francesco Scazza, del Cnr-Ino che ha osservato e caratterizzato in laboratorio la formazione di questo stato esotico della materia.
(BIG ITALY / red)
