Uno studio pubblicato su Nature Communications da ricercatori del Politecnico di Milano, della Chalmers University of Technology di Göteborg e della Sapienza Università di Roma costituisce un significativo un passo in avanti verso applicazioni più concrete e sostenibili dei superconduttori.
Per comprendere l’importanza di questa scoperta, occorre fare un passo indietro e spiegare che cosa sono i superconduttori.
I superconduttori sono elementi che presentano il fenomeno della superconduttività al di sotto di una certa temperatura, ovvero presentano una resistenza elettrica nulla. La corrente elettrica, quindi, percorre questi superconduttori da un punto all’altro senza dissipare calore.
I superconduttori sono quindi dei conduttori perfetti, che potrebbero far risparmiare fino al 10% di tutte le riserve energetiche occidentali.
Il problema è che temperatura critica per passare allo stato di superconduttore è molto bassa e in alcuni casi può raggiungere valori prossimi allo zero assoluto.
Di conseguenza, raffreddare questi materiali per portarli allo stato superconduttivo è energeticamente ed economicamente molto dispendioso.
Lo strumento ERIXS del Sincrotrone Europeo ESRF che ha permesso di misurare l’energia delle fluttuazioni di carica nei cuprati. Questo spettrometro è stato sviluppato in collaborazione con il POLIMI e ha il record del mondo di risoluzione.
Ma ora, grazie a nuovi studi, potrebbe essere vicina la realizzazione di superconduttori a temperatura ambiente, una scoperta che potrebbe aprire la strada a tecnologie sostenibili e contribuire a un futuro più rispettoso dell’ambiente.
I ricercatori autori dello studio hanno scoperto una possibile causa del comportamento “strano” dei cuprati – i materiali costituiti da un complesso chimico a base di rame con carica totale negativa, come per esempio gli ossidi di rame –, che anche a temperature superiori a quella critica sono conduttori speciali. Cioè la loro resistenza elettrica cambia con la temperatura in modo diverso da quella dei metalli normali.
La ricerca “Signature of quantum criticality in cuprates by charge density fluctuations” applica i principi della quantistica e si basa su esperimenti condotti presso il Sincrotrone Europeo ESRF e il sincrotrone britannico Diamond Light Source.
«Capire bene i cuprati ci permetterà di progettare materiali ancora migliori, con temperature critiche più alte, e quindi più facili da sfruttare nelle tecnologie di domani» spiega Giacomo Ghiringhelli, Professore del dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano e coordinatore della ricerca.
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