MIT: scoperto un nuovo semiconduttore che è anche un magnete

Una scoperta per il MIT che potrebbe essere utile e molto interessante: un semiconduttore che funziona anche come magnete, ecco le info

Nel corso degli anni diversi scienziati ed esperti hanno sempre considerato semiconduttori e magneti come “l’acqua e l’olio”: non si mescolavano ma rimanevano costantemente in equilibrio. Eppure, sembra che ora sia stato trovato un nuovo semiconduttore “unico nel suo genere”.

Si tratta di una scoperta speciale fatta da un gruppo di ricercatori del MIT e pubblicata sull’autorevole rivista Nature. Nel dettaglio, si tratta di un nuovo superconduttore chirale, una forma rara di materiale che conduce elettricità senza resistenza e, contrariamente a quanto ritenuto finora, mostra proprietà magnetiche intrinseche.

Stupisce ulteriormente il materiale nel quale è stata fatta questa scoperta: è la grafite, composta da numerosi strati di grafene, un reticolo di atomi di carbonio. Ma come ha fatto il gruppo di ricercatori a fare questa rivoluzionaria scoperta?

Ecco tutto quello che c’è da sapere e quali potrebbero essere le conseguenze e le implicazioni per il futuro.

Superconduttore chirale, ecco come funziona

Come si è giunti a tale scoperta? Ebbene, in certe zone della grafite, gli strati di grafene sono disposti in una configurazione “romboedrica”, simile a una scala a chiocciola. Quando 4 o 5 strati sono sovrapposti in questo modo e raffreddati a 300 millikelvin (circa -273 °C), il materiale diventa superconduttore. A questo punto, avviene ciò che ha stupito gli scienziati che hanno lavorato alla ricerca.

Infatti, il materiale mostra anche un comportamento magnetico: può passare tra due stati superconduttivi in risposta a un campo magnetico esterno, proprio come fa un magnete. Ma perché tutto questo è eccezionale? Un comportamento normale provocherebbe il cosiddetto Effetto Meissner, con i superconduttori che respingono i campi magnetici e sono incompatibili fra loro. Invece, in questo caso, il materiale mantiene la superconduttività anche in presenza di un campo magnetico, e può “inclinarsi” da uno stato magnetico all’altro. Tutto questo porta gli scienziati a pensare alla presenza di un magnetismo interno generato dai movimenti orbitali degli elettroni, fenomeno noto come superconduttività chirale.

Quali potrebbero essere le conseguenze?

Ovviamente, questa scoperta ha delle implicazioni fisiche che non possono essere sottovalutate. La prima riguarda il comportamento collettivo degli elettroni, con questi ultimi che danno origine a un campo magnetico interno. Ma c’è anche una seconda implicazione fisica. Infatti, questo tipo di superconduttore potrebbe essere anche un superconduttore topologico, importante per sviluppare computer quantistici più stabili.

In definitiva, questa scoperta mette in discussione oltre un secolo di conoscenze sulla superconduttività e apre nuove strade nella fisica quantistica e nella tecnologia, soprattutto nel campo della computazione quantistica.