Fisica, nuova luce sulla superconduttività ad alta temperatura (Press review)

La ricerca italiana, pubblicata sulla prestigiosa rivista “Science”, rivela i meccanismi della superconduttività ad alta temperatura, con ricadute notevoli nel trasporto di energia senza dissipazione.

Un superconduttore a temperatura ambiente, in grado di trasportare l’elettricità prodotta da impianti solari nel Sahara ai quattro angoli del mondo, senza alcuna dissipazione di energia. Potrebbe essere questa una delle principali ricadute della scoperta fatta da ricercatori italiani che ha portato alla luce uno dei meccanismi fondamentali alla base della superconduttività ad alta temperatura.
 
Questa scoperta, pubblicata nell’ultima edizione (30 marzo) della rivista Science, è stata possibile grazie alla combinazione delle tecniche sperimentali innovative sviluppate in Italia, nei laboratori dell’Università Cattolica a Brescia, in collaborazione con i laboratori T-Rex della Sincrotrone Trieste S.C.p.A. e dell’Università degli Studi di Trieste. I nuovi risultati dimostrano che negli ossidi di rame superconduttori gli elettroni sono legati in coppie non attraverso un meccanismo convenzionale che implica una deformazione della struttura cristallina, ma attraverso delle fluttuazioni della polarizzazione magnetica.
 
Se si arrivasse a ottimizzare e ingegnerizzare questo meccanismo si troverebbe forse la strada che porta alla superconduttività a temperatura ambiente, con innumerevoli ricadute sia dal punto di vista della conoscenza di base che da quello delle applicazioni tecnologiche.In generale, quando la corrente elettrica passa attraverso un filo di rame, esso si riscalda dissipando energia sotto forma di calore. Nei metalli comuni queste perdite diventano esattamente uguali a zero, ad una temperatura di meno 269 gradi Celsius, cioè quando il sistema diventa superconduttore. In sistemi più complessi e di più recente scoperta, come gli ossidi di rame, la transizione superconduttiva avviene a temperature 10 volte maggiori. La comprensione della superconduttività ad alta temperatura permetterebbe di sviluppare dispositivi elettronici che possono lavorare senza scaldarsi, di trasportare corrente elettrica con efficienze mai raggiunte, risparmiando una notevole quantità di energia e di produrre campi magnetici elevatissimi, indispensabili nel campo dei trasporti e delle tecniche diagnostiche mediche, come la risonanza magnetica nucleare.
 
La ricerca, frutto di una collaborazione tra Italia, Svizzera, Canada e Stati Uniti, ha permesso al Dottor Claudio Giannetti, dell’Università Cattolica del Sacro Cuore e dei neo-nati Interdisciplinary Laboratories for Advanced Materials Physics (i-LAMP) di Brescia, di chiarire in grande dettaglio la natura delle forze alla base della superconduttività ad alta temperatura.