La Stampa, 5 ottobre 2016
Il Premio Nobel per la Fisica è andato ai signori della materia oscura
Gabriele Beccaria per La Stampa
Thors Hans Hansson tira fuori dal sacchetto della colazione un bombolone, una ciambella e un pretzel e svela compiaciuto che nelle forme di quei dolcetti si intuiscono i poteri della topologia: è la branca della matematica in grado di indagare le proprietà delle forme che non cambiano quando vengono soggette a deformazioni ed è proprio quella che ha reso possibili le ricerche di tre inglesi arruolati negli Usa e che da ieri sono i nuovi Nobel della Fisica: David J. Thouless della University of Washington, Duncan Haldane della Princeton University e Michael Kosterlitz della Brown University.
Questi magnifici tre – dice Hansson, uno dei rappresentanti del comitato del premio – si sono immersi nella materia e l’hanno esplorata negli stati più esotici, lontanissimi dall’esperienza quotidiana: hanno osservato, con ruolo da pionieri, cosa accade quando si passa da un oggetto magnetizzato a un altro che non lo è oppure da un metallo «standard» a uno superconduttore o, ancora, da un fluido normale a un superfluido privo di viscosità. Tante metamorfosi in cui il gioco dell’ordine e del disordine spalanca possibilità straordinarie. Per esempio quelle dei computer quantistici. Iperveloci, iperpotenti.
Valentina Arcovio per La Stampa
«Dai sensori per rilevare l’attività cerebrale ai dispositivi quantistici che permetteranno, ad esempio, di immagazzinare in modo pulito enormi quantità di dati o di trasmetterli in sicurezza e nel rispetto della privacy». È puntando sulle applicazioni che Massimo Inguscio, presidente del Cnr, spiega perché il lavoro di Thouless, Haldane e Kosterlitz ha fatto guadagnare loro un posto nell’Olimpo dei Nobel.
Professore, qual è la rivoluzione impressa alla fisica dai tre nuovi Nobel?
«Considerato che le loro scoperte risalgono agli Anni 70 e 80, il lavoro di Thouless, Haldane e Kosterlitz può essere considerato davvero visionario. Hanno il merito di essere andati oltre il mondo classico delle transizioni di fase della materia, come il passaggio di un solido allo stato liquido o gassoso, per descrivere nuovi stati della materia stessa, basati sulle caratteristiche “topologiche” di materiali sottilissimi, bidimensionali o addirittura unidimensionali. Nella descrizione di una transizione topologica di un materiale sono importanti le proprietà che rimangono stabili: un po’ come quando si deforma una ciambella, visto che alla topologia interessa che questa mantenga il buco. Proprio per questo materiali così sottili, portati a temperature prossime allo zero assoluto, mantengono il comportamento quantistico anche in presenza di difetti o imperfezioni. Sono transizioni di fase completamente diverse da quelle classiche, tipo il passaggio dell’acqua da liquida a ghiaccio, e possono essere descritte solo introducendo la topologia».
Con quali implicazioni?
«Si è aperta la strada a una fisica di superfrontiera che ha già permesso di realizzare materiali nuovi e che, in futuro, realizzerà tecnologie quantistiche molto innovative. Oggi, per esempio, questi materiali sono utilizzati per rilevare i campi magnetici. Altre applicazioni si realizzano in medicina, come nell’elettroencefalogramma: questi sensori analizzano l’attività cerebrale e ci sono laboratori del Cnr che grazie a loro studiano se esistono legami tra l’attività cerebrale e alcune malattie».
E le applicazioni di frontiera?
«I Nobel hanno gettato le basi su cui si costruiranno le tecnologie quantistiche: è un settore su cui investe tutto il mondo e l’Europa in particolare. L’obiettivo è realizzare materiali per dispostivi intelligenti in grado di aumentare le capacità di trasmissione e memorizzazione».
Quale sarà il ruolo dell’Italia?
«Siamo già uno dei protagonisti: il Cnr coordina una “roadmap” sulle tecnologie quantistiche che prevede importanti sinergie tra università e industria».