Dimostrata una nuova strategica proprietà di una famiglia di superconduttori che promette di ridurre i costi del trasporto dell'energia fino a casa. Lo studio, realizzato da un team di ricercatori italiani del Politecnico di Milano e statunitensi della Stanford University, ha svelato infatti la dimensionalità dei cuprati -composti a base di rame e ossigeno detti anche superconduttori ad alta temperatura- che promette in futuro di tagliare gli alti sprechi nel trasporto dell'energia dalla Centrale elettrica fino alle nostre case. Lo studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista "Nature".
"La superconduttività -spiega il team di ricercatori del PoliMi guidato da Giacomo Ghiringhelli- ci permetterebbe di eliminare gli sprechi di energia quando la trasportiamo dalle centrali elettriche alle nostre case. Peccato che per riuscirci bisogna raffreddare i fili a temperature così basse da rendere per ora antieconomico l’uso dei superconduttori su ampia scala". Ma la posta in gioco, segnalano gli studiosi, "è tale che nei laboratori si cercano nuovi materiali superconduttori che funzionino a temperature meno proibitive" e "grandi speranze sono riposte nei cosiddetti cuprati, composti a base di rame e ossigeno, anche chiamati superconduttori ad alta temperatura".
Purtroppo, sottolineano ancora dal PoliMi, "produrre i fili di cuprati è difficile, anche se ci sono buoni progressi, e non si è ancora capito cosa rende questi materiali così speciali". "Se lo sapessimo potremmo migliorarli e sperare di produrre superconduttori funzionanti a temperatura ambiente, o quasi. Ma in questa cruciale sfida tecnologica e scientifica -scandiscono- ogni vero passo in avanti è salutato con entusiasmo".
In particolare, gli studiosi del PoliMi chiariscono che "a livello microscopico i cuprati sono simili alle lasagne, dove i fogli di pasta sono composti da strati atomici di rame e ossigeno separati da un ragù di altri elementi. La domanda è: quanto e come comunicano tra loro i piani rame-ossigeno nei quali scorre la super-corrente? In altre parole, i cuprati sono oggetti bidimensionali o tridimensionali sulla nanoscala? Questo lavoro ha permesso di capire come, in realtà, fenomeni a 2 e a 3 dimensioni coesistano nei cuprati, un cocktail speciale che scatena la superconduttività".
Questa scoperta, segnalano ancora gli esperti dell'Ateneo meneghino, "segna un nuovo passo verso la perfetta comprensione dei cuprati, uno dei segreti meglio custoditi nella fisica della materia moderna, e ci avvicina alla realizzazione di superconduttori utilizzabili su larga scala". L’esperimento che ha reso possibile questa osservazione è stato messo a punto dai ricercatori del Politecnico di Milano in collaborazione con il ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), e si basa sulla misurazione della reazione degli elettroni del materiale alla stimolazione fatta con uno speciale fascio raggi X.
Lo studio intitolato "Three-dimensional collective charge excitations in electron-doped cuprate superconductors" è stato condotto presso ESRF dai ricercatori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano in collaborazione con la Stanford University che ha coordinato il lavoro. L’articolo è stato pubblicato sul numero del 15 novembre 2018 della prestigiosa rivista "Nature".
