Il lato soffice della materia dura In uno studio Sapienza le prime conferme di una nuova fase della materia solida che potrebbe venire plasmata ...

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Roma, 23/02/2016

COMUNICATO STAMPA

Il lato soffice della materia dura
In uno studio Sapienza le prime conferme di una nuova fase della materia
solida che potrebbe venire plasmata per realizzare dispositivi di alta
tecnologia

Una ricerca Sapienza ha aperto una nuova prospettiva nello studio della “hard condensed
matter’’, e cioè la fisica che studia la materia allo stato solido e le sue proprietà elettroniche.
Gli elettroni nei materiali solidi possono trovarsi in diversi stati, le cosiddette fasi, che
conferiscono al materiale proprietà molto diverse. Si possono avere fasi elettroniche isolanti,
conduttrici, come nei metalli conduttori, oppure fasi superconduttrici, in cui la resistenza
elettrica è nulla, fasi magnetiche etc.
Attualmente la hard condensed matter, dedica molta attenzione ai sistemi dove convivono o
competono diverse fasi elettroniche. La comprensione di questi sistemi ha una grande
importanza sia concettuale che applicativa, perché si possono creare stati elettronici con
proprietà nuove, enfatizzare alcune proprietà creando, ad esempio, superconduttività ad
alta temperatura, e permettere facili, rapidi e controllabili cambiamenti delle proprietà
elettroniche.
In questo ambito il fenomeno messo in luce di recente è l’emergere di una “morbidezza”
elettronica: quando fasi con diverse densità elettroniche competono, si creano fluttuazioni
che generano disomogeneità, perché gli elettroni si addensano in alcune regioni e si
diradano in altre. Nasce così la materia elettronica soffice, in cui gli elettroni si possono
ordinare secondo modalità molto simili ai sistemi della materia soffice tradizionale, come ad
esempio i cristalli liquidi usati negli schermi, nei displays etc.
Una prima conferma sperimentale emerge in particolare dallo studio condotto da fisici della
Sapienza e del CNR e apparso su Nature Communications, che si sofferma su
superconduttori ad alta temperatura, chiamati cuprati a causa del rame presente nella loro
composizione chimica. Nel regime in cui sono presenti pochi elettroni che trasportano
corrente, competono due diversi stati elettronici, quello in cui gli elettroni si vogliono
ordinare per formare uno stato magnetico isolante e quello in cui gli elettroni vogliono

Sapienza Università di Roma
CF 80209930587 PI 02133771002
Capo Ufficio Stampa: Alessandra Bomben
Addetti Stampa: Christian Benenati - Marino Midena - Barbara Sabatini - Stefania Sepulcri
Addetto Comunicazione: Danny Cinalli
Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma
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comunicazione@uniroma1.it stampa@uniroma1.it www.uniroma1.it
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muoversi per formare un metallo superconduttore. In questa situazione gli elettroni formano
una nuova fase, quella definita dai ricercatori “ferro-nematica”, in cui la materia soffice
elettronica polimerizza dando luogo a “macromolecole’’ formate da elettroni che si allineano
in segmenti, ordinati per direzione e verso come fanno i ben noti cristalli liquidi.
“Le molecole oggetto della materia soffice tradizionale si possono considerare come degli
oggetti non quantistici, e immaginarli come insiemi di atomi-palline; gli elettroni nei solidi
sono intrinsecamente quantistici e vanno immaginati come ‘onde’: per questo è
sorprendente che abbiano proprietà così simili alle molecole - spiega uno dei ricercatori del
team Sapienza, il fisico Marco Grilli - La cosa interessante che emerge dalle nostre ricerche è
che questi fenomeni di ‘morbidezza elettronica’ sembrano comuni e diffusi in materiali
diversi, tanto da poter teorizzare una vera e propria nuova fase della materia”

Un altro tassello in questa direzione è emerso nello studio di altri superconduttori ad alta
temperatura, i pnictidi, cosi chiamati per la presenza di arsenico nella loro composizione
chimica. La ricerca pubblicata su Nature Physics e svolta in collaborazione tra gli stessi fisici
della Sapienza e un gruppo sperimentale tedesco ha mostrato che anche in questi materiali
uno stato debolmente metallico con fluttuazioni magnetiche crea uno stato elettronico soffice
con strutture ordinate lungo certe direzioni.
“La conoscenza e la capacità di intervenire su questo stato della materia aprirebbero quindi
una nuova direzione per la fisica della materia dura in cui l’emergente materia elettronica
soffice può venire manipolata” - continua Grilli, docente di Materia Condensata - “Questo
apre nuove possibilità nell’uso di materiali con elettroni soffici per dispositivi di alta
tecnologia: la plasmabilità della materia elettronica soffice potrebbe, infatti, trovare
moltissime applicazioni nel campo della microelettronica e portare a realizzare nuovi
transistor ultraveloci, superconduttori e rivelatori di luce ultrasensibili”.
Info
Marco Grilli – docente di Materia condensata
marco.grilli@roma1.infn.it

[1] M. Capati, S. Caprara, C. Di Castro, M. Grilli, G. Seibold, and J. Lorenzana, Nature
Communications 6, 7691 (2015). doi:10.1038/ncomms8691
[2] F. Kretzschmar, T. Boehm, U. Karahasnovic, B. Muschler, A. Baum, D. Jost, J. Schmalian,
S. Caprara, M. Grilli, C. Di Castro, J. G. Analytis, J.-H. Chu, I. R. Fisher, and R.
Hackl, Nature Physics, published online, DOI: 10.1038/NPHYS3634, (2016).
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Agenzia   Data     23-02-2016
                                                                   Ora      14:19
                                                                   Canale   SCI

Ricerca La Sapienza-Cnr, la materia dura nasconde un lato
soffice

(askanews) - Roma, 23 feb 2015 - La materia solida nasconde un suo lato
soffice. Da uno studio condotto dai fisici dell'Universita' La Sapienza e del Cnr -
apparso su "Nature Communications" - arrivano le prime conferme di una nuova
fase della materia solida che potrebbe venire plasmata per realizzare dispositivi
di alta tecnologia e che offre una nuova prospettiva nello studio della "hard
condensed matter'', e cioe' la fisica che studia la materia allo stato solido e le
sue proprieta' elettroniche. Gli elettroni nei materiali solidi possono trovarsi in
diversi stati, le cosiddette fasi, che conferiscono al materiale proprieta' molto
diverse. Attualmente la hard condensed matter, dedica molta attenzione ai
sistemi dove convivono o competono diverse fasi elettroniche. La comprensione
di questi sistemi ha una grande importanza sia concettuale che applicativa,
perché si possono creare stati elettronici con proprieta' nuove, enfatizzare
alcune proprieta' e permettere facili, rapidi e controllabili cambiamenti delle
proprieta' elettroniche. In questo ambito - spiega l'Ateneo - il fenomeno messo
in luce di recente e' l'emergere di una "morbidezza" elettronica: quando fasi con
diverse densita' elettroniche competono, si creano fluttuazioni che generano
disomogeneita', perché gli elettroni si addensano in alcune regioni e si diradano
in altre. Nasce cosi' la materia elettronica soffice, in cui gli elettroni si possono
ordinare secondo modalita' molto simili ai sistemi della materia soffice
tradizionale, come ad esempio i cristalli liquidi usati negli schermi, nei displays
etc. Una prima conferma sperimentale emerge in particolare dallo studio
condotto da fisici della Sapienza e del Cnr che si sofferma su superconduttori ad
alta temperatura, chiamati cuprati a causa del rame presente nella loro
composizione chimica. "Le molecole oggetto della materia soffice tradizionale si
possono considerare come degli oggetti non quantistici, e immaginarli come
insiemi di atomi-palline; gli elettroni nei solidi sono intrinsecamente quantistici e
vanno immaginati come 'onde': per questo e' sorprendente che abbiano
proprieta' cosi' simili alle molecole - spiega uno dei ricercatori del team
Sapienza, il fisico Marco Grilli docente di Materia Condensata - La cosa
interessante che emerge dalle nostre ricerche e' che questi fenomeni di
'morbidezza elettronica' sembrano comuni e diffusi in materiali diversi, tanto da
poter teorizzare una vera e propria nuova fase della materia". Un'altra ricerca su
altri superconduttori ad alta temperatura, i pnictidi - pubblicata su "Nature
Physics" e svolta in collaborazione tra gli stessi fisici della Sapienza e un gruppo
sperimentale tedesco - ha mostrato che anche in questi materiali uno stato
debolmente metallico con fluttuazioni magnetiche crea uno stato elettronico
soffice. "La conoscenza e la capacita' di intervenire su questo stato della materia
aprirebbero quindi una nuova direzione per la fisica della materia dura in cui
l'emergente materia elettronica soffice puo' venire manipolata", continua Grilli.
La plasmabilita' della materia elettronica soffice "potrebbe trovare moltissime

 Sapienza - agenzie
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                                                                   Canale   SCI

applicazioni nel campo della microelettronica e portare a realizzare nuovi
transistor ultraveloci, superconduttori e rivelatori di luce ultrasensibili".

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 Sapienza - agenzie
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Ricerca La Sapienza-Cnr, la materia dura
nasconde un lato soffice
La sua plasmabilità utile per realizzare dispositivi hi-tech

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                                                                        del Cnr - apparso su "Nature                      EDIZIONE RADIOFONICA
                                                                        Communications" - arrivano le
                                                                        prime conferme di una nuova fase                   Governo.it
                                                                        della materia solida che potrebbe
                                                                        venire plasmata per realizzare
                                                                        dispositivi di alta tecnologia e che               Governo.it focus
                                                                        offre una nuova prospettiva nello
                                                                        studio della "hard condensed
                                                                        matter'', e cioè la fisica che studia la         ATTIVITÀ DI GOVERNO
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cambiamenti delle proprietà elettroniche.
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Una prima conferma sperimentale emerge in particolare dallo studio condotto da fisici della
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Sapienza e del Cnr che si sofferma su superconduttori ad alta temperatura, chiamati cuprati a
causa del rame presente nella loro composizione chimica. "Le molecole oggetto della materia                           Cultura
soffice tradizionale si possono considerare come degli oggetti non quantistici, e immaginarli come
insiemi di atomi-palline; gli elettroni nei solidi sono intrinsecamente quantistici e vanno immaginati
come 'onde': per questo è sorprendente che abbiano proprietà così simili alle molecole - spiega uno                Servizi PCM - Video
dei ricercatori del team Sapienza, il fisico Marco Grilli docente di Materia Condensata - La cosa
interessante che emerge dalle nostre ricerche è che questi fenomeni di 'morbidezza elettronica'                       Innovazione scientifica e tecnologica
sembrano comuni e diffusi in materiali diversi, tanto da poter teorizzare una vera e propria nuova                    Cultura
fase della materia". Un'altra ricerca su altri superconduttori ad alta temperatura, i pnictidi - pubblicata
su "Nature Physics" e svolta in collaborazione tra gli stessi fisici della Sapienza e un gruppo
sperimentale tedesco - ha mostrato che anche in questi materiali uno stato debolmente metallico
con fluttuazioni magnetiche crea uno stato elettronico soffice.

"La conoscenza e la capacità di intervenire su questo stato della materia aprirebbero quindi una
nuova direzione per la fisica della materia dura in cui l'emergente materia elettronica soffice può
venire manipolata", continua Grilli. La plasmabilità della materia elettronica soffice "potrebbe trovare
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        SCIENZE E TECNOLOGIE

        'Cuore morbido' materia è futuro hi-
        tech

        16:01 (ANSA) - ROMA - La materia 'dura', cioè allo stato solido, può avere anche
        un 'cuore morbido' e può essere lavorata per realizzare dispositivi di alta
        tecnologia, come transistor ultraveloci per i computer del futuro, superconduttori
        e rivelatori di luce ultrasensibili. La conferma che la materia può entrare in una
        nuova fase 'morbida' arriva dallo studio pubblicato sulla rivista Nature
        Communications, condotto dai fisici dell'università Sapienza di Roma e del
        Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr). Nei materiali solidi, spiegano gli esperti,
        gli elettroni possono trovarsi in diversi stati o fasi, che conferiscono al materiale                                 I PIÙ LETTI
        proprietà molto diverse: isolanti, conduttrici, come nei metalli conduttori, oppure
        fasi superconduttrici, in cui la resistenza elettrica è nulla, e fasi magnetiche.                     OGGI            SETTIMANA              MESE
        Analizzando i superconduttori ad alta temperatura, chiamati cuprati, i ricercatori
        hanno confermato che la materia solida sperimenta anche una fase di 'morbidezza'
        elettronica.                                                                                           Berlusconi diventa vegetariano: basta
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ANSA > Scienza&Tecnica > Fisica & Matematica > Dal cuore 'morbido' della materia i futuri dispositivi hi-tech

Dal cuore 'morbido' della materia i futuri
dispositivi hi-tech
Da transistor ultraveloci a nuovi superconduttori
25 febbraio, 09:58
                                                                                           0                               Consiglia       0

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                                                                                                                                                   anche da Fabiola Gianotti

                                                                                                                                                                                         VAI ALLA RUBRICA

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                                                                                                                                                   “Come nascono le medicine. La
                                                                                                                                                   scienza imperfetta dei farmaci
                                                                                                                                                   (Zanichelli, 229 pagine, 12,90
                                                                                                                                                   euro), di Maurizio D'Incalci Lisa
      La configurazione degli elettroni nei materiali solidi dal cuore morbido (fonte: Nature Communications/ Capati, Caprara,
                                                                                                                                                   Vozza, ripercorre le principali
                                               Di Castro, Grilli, Seibold & Lorenzana)
                                                                                                                                                   tappe che hanno portato allo
                                                                                                                                                   sviluppo di farmaci sempre
                                                                                                                                                   migliori e immagina il futuro
La materia 'dura', cioè allo stato solido, può avere anche un 'cuore morbido' e può essere lavorata
per realizzare dispositivi di alta tecnologia, come transistor ultraveloci per i computer del futuro,
superconduttori e rivelatori di luce ultrasensibili. La conferma che la materia può entrare in una nuova
                                                                                                                                                                                         VAI ALLA RUBRICA
fase 'morbida' arriva dallo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, condotto dai fisici
dell'università Sapienza di Roma e del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr).                                                                      IN COLLABORAZIONE CON

Nei materiali solidi, spiegano gli esperti, gli elettroni possono trovarsi in diversi stati o fasi, che                                                    ASI - Agenzia Spaziale Italiana
conferiscono al materiale proprietà molto diverse: isolanti, conduttrici, come nei metalli conduttori,
oppure fasi superconduttrici, in cui la resistenza elettrica è nulla, e fasi magnetiche. Analizzando i
superconduttori ad alta temperatura, chiamati cuprati, i ricercatori hanno confermato che la materia                                                       Assobiotec
solida sperimenta anche una fase di 'morbidezza' elettronica: nella quale gli elettroni si raggruppano
in alcune regioni e si diradano in altre, come succede alle molecole della materia soffice tradizionale,                                                          Avio
per esempio i cristalli liquidi usati negli schermi.

Mentre la materia soffice tradizionale ha una consistenza molto morbida, quasi liquida, la materia                                                                      Avio Aero
elettronica soffice resta dura, ma è la sua 'anima' che diventa morbida. ''Le molecole della materia
Il lato soffice della materia dura In uno studio Sapienza le prime conferme di una nuova fase della materia solida che potrebbe venire plasmata ...
Data          25-02-2016
                                                                                                                                        Pagina
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soffice tradizionale si possono immaginare come insiemi di atomi-palline; gli elettroni nei solidi sono
                                                                                                                                         Commissione UE, Rappresentanza in Italia
invece quantistici e vanno immaginati come 'onde' o 'nuvolette''', spiega uno dei ricercatori del
gruppo della Sapienza, il fisico Marco Grilli.
                                                                                                                                                  ESA - Agenzia Spaziale Europea
La differenza è che nella materia soffice sono le molecole che si raggruppano e formano catene,
mentre nella materia soffice elettronica sono gli elettroni che si raggruppano e formano non catene
ma gruppi di 'nuvolette'. Questi fenomeni di 'morbidezza elettronica' sembrano diffusi in materiali                                       Fondazione Idis-Città della Scienza
diversi. Conoscere questo stato della materia aprirebbe, secondo i ricercatori, una nuova direzione
nella fisica della materia dura in cui ''la materia elettronica soffice può essere manipolata e usata nei
dispositivi di alta tecnologia''.                                                                                                      INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica

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Il lato soffice della materia dura In uno studio Sapienza le prime conferme di una nuova fase della materia solida che potrebbe venire plasmata ...
Data     25-02-2016
                                                                                                                   Pagina
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        SCIENZE E TECNOLOGIE

        Da cuore morbido materia nuovo hi-
        tech

        12:23 (ANSA) - ROMA - La materia 'dura', cioè allo stato solido, può avere anche
        un 'cuore morbido' e può essere lavorata per realizzare dispositivi di alta
        tecnologia, come transistor ultraveloci per i computer del futuro, superconduttori
        e rivelatori di luce ultrasensibili. La conferma che la materia può entrare in una
        nuova fase 'morbida' arriva dallo studio pubblicato sulla rivista Nature
        Communications, condotto dai fisici dell'università Sapienza di Roma e del
        Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr).

                                                                                                                            I PIÙ LETTI
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                                                                                                             Il piccolo Matteo inventa la parola
                                                                                                       1
                                                                                                             «petaloso» e la Crusca risponde

                                                                                                             Prof uccisa, spunta un’altra donna
                                                                                                       2
                                                                                                                   Si finse direttrice di una banca

                                                                                                             Talco e cancro alle ovaie: J&J
                                                                                                       3
                                                                                                             condannata a maxi risarcimento

                                                                                                             Pascoli, doppiette e l’agguato degli
                                                                                                       4
                                                                                                             allevatori: western in Vermenagna

                                                                                                             Panebianco: il pensiero libero e la
                                                                                                       5
                                                                                                             tristezza di quegli slogan

                                                                                                             «Petaloso» è solo l’ultimo caso
                                                                                                       6     Tramezzino, bolgia, pila e raptus: le
                                                                                                             creazioni degli inventori di parole

                                                                                                             Corsa contro il tempo per completare
                                                                                                       7     l’autostrada Salerno-Reggio Calabria:
                                                                                                             Abbattuti in un’ora altri due viadotti

                                                                                                             Non lasciamo sola Chiara, ha bisogno
                                                                                                       8
                                                                                                             di una casa

                                                                                                             Anticorruzione senza più risorse La
                                                                                                       9
                                                                                                             protesta di Cantone con il governo

                                                                                                             Caprotti vince in Cassazione e si tiene
                                                                                                       10
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