Una ricerca condotta da scienziati di varie università, tra cui spicca la Chalmers University of Technology, l’ateneo svedese a cui appartiene Ludvig de Knoop, autore principale dello studio, ha prodotto un risultato inizialmente inaspettato.
De Knoop stava osservando un piccolo pezzo d’oro al microscopio elettronico, voleva vedere che cosa sarebbe accaduto osservando al massimo ingrandimento e applicando una corrente elettrica via via crescente, era interessato ad osservare come avrebbero reagito gli atomi d’oro, il risultato inaspettato, che ha dato origine ad ulteriori indagini documentate nell’articolo uscito su Physical Review Materials, è che gli strati superficiali del pezzo d’oro si sono liquefatti. Ma quale meccanismo fisico ha dato origine ad oro fuso a temperatura ambiente? Gli atomi eccitati hanno rotto quasi tutti i legami che li legavano gli uni agli altri.
Studiando ulteriormente il fenomeno gli scienziati hanno scoperto che era possibile passare dallo stato liquido a quello solido e viceversa con un effetto interruttore.
La branca della fisica a cui rivolgersi per spiegare nel dettaglio questo fenomeno è probabilmente la nuova branca della topologia applicata alla fisica dei materiali, ne avevamo già parlato in un precedente articolo sui circuiti elettrici.
Dico probabilmente perché quello che gli scienziati hanno constatato è che la transizione di fase era innescata dal prodursi di difetti nello strato superficiale del pezzo d’oro, a un certo punto si passava quindi da una struttura ordinata (solido) a una disordinata (liquido). Considerando lo strato superficiale che si scioglie come una transizione di fase in dimensione bassa entriamo proprio nel campo della topologia e per questo i ricercatori ora stanno investigando questa possibilità sotto la guida di Mikael Juhani Kuisma esperto nel campo.
Comunque la scoperta di questo effetto sugli strati superficiali di un materiale (per ora l’oro) apre la via a possibili future applicazioni pratiche molto interessanti nel campo dei transistor, dei catalizzatori, dei sensori, della tecnologia contactless.
Fonte immagine: www.chalmers.se
Roberto Todini
