I supersolidi esistono

Lo conferma un oscillatore di torsione
di Silvia Fracchia

Sembra proprio confermata l’esistenza di un nuovo stato di aggregazione della materia: la supersolidità.

Che cos’è un solido? Dal punto di vista microscopico possiamo descriverlo come una struttura rigida, formata da un insieme di atomi, molecole e ioni fortemente legati tra loro e organizzati in strutture più o meno regolari. Un solido, a differenza di un fluido, non “scorre”. Se si estende il concetto di viscosità ai solidi, si può pensare che essa sia molto più grande per loro che per i fluidi. Sembra però che certi solidi, a temperature prossime allo zero assoluto, diventino a loro volta capaci di scorrere: sono i supersolidi, ossia porzioni di materiale con atomi disposti in modo ordinato e in assenza di viscosità. Gli atomi dei supersolidi possono quindi scorrere tra loro senza attrito, analogamente a quanto avviene per i superfluidi.

Le prove sperimentali dell’esistenza di questo particolare stato condensato della materia sono descritte in un articolo su Science Express . Il lavoro svolto dal coreano Han-Lim Choi, del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), e dai suoi collaboratori è il perfezionamento di un esperimento eseguito nel 2004 da Eunseong Kim, ora al KAIST, e Moses Chan, della Pennsylvania State University, negli Stati Uniti, che per la prima volta mostrò evidenze della supersolidità dell’elio, già prevista teoricamente nel 1970. L’esperimento prevedeva la riduzione dell’elio gassoso allo stato solido mediante il raffreddamento fino a temperature vicine allo zero assoluto, a una pressione di almeno 25 atmosfere, in modo da ottenere una struttura cristallina. Dopodiché quest’elio compresso andava a riempire una capsula cilindrica che veniva fatta ruotare e oscillare per mezzo di un oscillatore di torsione.

Risultò che la frequenza delle oscillazioni aumentava man mano che la temperatura si avvicinava allo zero assoluto. Kim e Chan ipotizzarono che parte dell’elio contenuto nella capsula restasse completamente fermo, riducendo la massa dell’elio in rotazione: questo è spiegabile se si pensa che una parte dell’elio sia passata allo stato di supersolidità e, non risentendo più dell’attrito, permetta al materiale rimanente di passarle attraverso Leggi tutto ...

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