angolo magico

L'anno scorso, un gruppo di scienziati ha presentato i risultati di una ricerca che ha sconvolto la comunità dei fisici. Si è scoperto che fogli di grafene spessi un solo atomo acquisiscono notevoli proprietà fisiche quando vengono ruotati al corretto angolo "magico" l'uno rispetto all'altro (1).

Alla riunione di marzo dell'American Physical Society a Boston, dove dovevano essere presentati i dettagli della ricerca in questa prospettiva, si è radunata una folla di scienziati. Alcuni considerano la scoperta degli scienziati del Massachusetts Institute of Technology l'inizio di una nuova era.

L'anno scorso, un team di fisici guidato da Pablo Jarillo-Herrero ha posizionato un paio di fogli di grafene uno sopra l'altro, ha raffreddato il sistema quasi allo zero assoluto e ha ruotato un foglio con un angolo di 1,1 gradi rispetto all'altro. I ricercatori hanno applicato una tensione e il sistema è diventato una specie di isolante, in cui l'interazione tra gli atomi e le particelle stesse impedisce agli elettroni di muoversi. Man mano che più elettroni venivano introdotti nel sistema, il sistema divenne un superconduttore in cui la carica elettrica poteva muoversi senza resistenza..

— — Jarillo-Herrero ha detto a Gizmodo. —

Questi effetti magici della rotazione angolare sono legati ai cosiddetti strisce (strisce moiré). Si tratta di una specie di motivo a strisce creato come risultato dell'interferenza (sovrapposizione) di due griglie di linee ruotate di un certo angolo o soggette a deformazione (distorte l'una rispetto all'altra). Se, ad esempio, una mesh viene posizionata su una superficie piana e un'altra mesh viene attaccata a un oggetto deformato, appariranno frange moiré. Il loro schema può essere molto complesso e la posizione dipenderà dalla deformazione dell'oggetto in prova.

I risultati dei ricercatori del MIT sono stati duplicati da diversi team, sebbene la verifica sia ancora in corso ei fisici stiano ancora indagando sull'essenza del fenomeno. Nell'ultimo anno, più di cento nuovi articoli su questo argomento sono apparsi sul server arXiv. Ho ricordato che quasi dieci anni fa i teorici prevedevano la comparsa di nuovi effetti fisici in tali sistemi di grafene ruotati e contorti. Tuttavia, i fisici ancora non capiscono molte domande sull'origine del fenomeno della superconduttività e sulla natura degli stati dielettrici nel grafene.

Secondo Harillo-Herrero, l'interesse per l'argomento è dovuto anche al fatto che recentemente le sezioni "calde" della fisica, cioè ricerca sul grafene e altri materiali bidimensionali, proprietà topologiche materiali (caratteristiche che non cambiano nonostante i cambiamenti fisici), materia super fredda e meraviglioso fenomeni elettroniciche derivano dal modo in cui gli elettroni sono distribuiti in alcuni materiali.

Tuttavia, eccessivamente entusiasta della nuova scoperta e delle sue potenziali applicazioni nei dispositivi elettronici, alcuni fatti si raffreddano. Ad esempio, i fogli di grafene ruotati con un angolo magico devono mantenere una temperatura di 1,7 gradi Kelvin sopra lo zero assoluto, e si scopre che "preferirebbero" non essere tenuti con un angolo di 1,1 gradi, proprio come due magneti non lo fanno vogliono toccarsi gli stessi poli. È anche comprensibile che il materiale sottile come un atomo sia difficile da manipolare.

Jarillo-Herrero ha inventato un nome per gli effetti che ha scoperto ("twistronika"?, "rotnik"? - o forse "moristors", da strisce?). Sembra che sarà necessario un nome perché molte persone nel campo della scienza e della tecnologia vogliono ricercare questo fenomeno e cercarne le applicazioni.