Riporto un articolo apparso sul sito del nostro ateneo, che si trova alla pagina:
http://www.unifi.it/notizie/news/newsscheda.php?ident=1818Ricerche italiane riconosciute da Nature
come ´pietre miliari´ della storia della fisica.
Sono quelle di Roberta Sessoli, Andrea Caneschi e Dante Gatteschi sullo ´spin´, riprese in uno speciale supplemento dell'autorevole rivista.
Ricerche italiane riconosciute da Nature, l´autorevole rivista scientifica, come ´pietre miliari´ della storia della fisica. Sono quelle di Roberta Sessoli e Andrea Caneschi (Università di Firenze) e di Dante Gatteschi (Università di Firenze e Presidente del Consorzio INSTM) sullo ´spin´, riprese, sull´edizione on–line del 28 febbraio, da Nature Milestones in Spin uno speciale supplemento di Nature che presenta le tappe cruciali nella storia della ricerca sullo spin.
E in effetti, "le ricerche di Roberta Sessoli – spiega Dante Gatteschi – sono davvero delle pietre miliari. Per queste scoperte, già nel 2002, Roberta Sessoli e io, insieme a colleghi di Grenoble e della NY State University, abbiamo ricevuto l´Agilent Technology Europhysics Prize, uno dei premi internazionali più importanti per la fisica dello stato solido".
"L´intuizione della Sessoli – continua il professore – fu che l´uso di molecole, invece di particelle di ossidi o metalli magnetici, fino a quel punto adoperati, poteva risolvere il problema dell´osservazione di fenomeni della fisica quantistica, come l´effetto tunnel dello spin, in sistemi intermedi tra gli atomi singoli, che rispondono alle leggi della fisica quantistica, e i sistemi macroscopici che seguono invece quelle della fisica classica. La difficoltà era quella di avere a disposizione magneti di dimensioni identiche, condizione difficile da rispettare con le particelle che tendono ad essere una diversa dall´altra. Le molecole sono necessariamente tutte uguali, se si trovava quella giusta si poteva avere una conferma della teoria. E così è stato".
Ma che cosa è lo spin? "Lo spin – spiega Dante Gatteschi – è una caratteristica degli elettroni e di parecchi nuclei che conferisce loro proprietà magnetiche. Applicazioni degli spin nucleari si hanno nella risonanza magnetica ampiamente usata in medicina e nello studio delle sostanze chimiche incluse le proteine mentre gli spin elettronici sono alla base dell´infinità di magneti che usiamo nella vita quotidiana.
"Dopo l´intuizione della Sessoli – racconta Gatteschi – il primo passo fu la scoperta che una molecola che contiene dodici ioni manganese, Mn12, e molecole organiche come quelle presenti nell´aceto, a bassa temperatura si comporta come un magnete piccolissimo. Applicando un campo magnetico a una polvere policristallina di Mn12, lo spin degli elettroni è perturbato e si allinea alla fonte magnetica. Una volta rimosso il campo magnetico, le molecole tendono a tornare alla condizione di spin di equilibrio non magnetizzata. Tuttavia si è scoperto che più la temperatura è bassa, più tempo impiegano a farlo, restando magnetizzate anche a campo nullo. Cambiando la polarità del campo si osserva un ´comportamento ciclico´, detto isteresi che, è stato ben studiato per magneti di dimensioni macroscopiche, cioè contenenti milioni di miliardi di atomi, ed è alla base del processo che permette il salvataggio dei dati nei nostri computer".
"Il risultato era eccitante, ma mancava ancora l´osservazione dei fenomeni quantistici. Come si capì dopo questo era dovuto al fatto che si era usata una polvere disordinata, che aveva annullato parte dei vantaggi delle molecole. Il secondo passo decisivo è stato la misura effettuata su monocristalli che nel frattempo si era riusciti a sintetizzare, che hanno messo ordine sui magneti elementari. L´isteresi mostra degli scalini a valori precisi del campo magnetico applicato: questi salti, sono la firma di comportamento che in fisica si definisce ´quantistico´". L´effetto tunnel dello spin era stato osservato.
"È chiaro che – continua il professore – l´isteresi osservata nelle molecole di Mn12 è importante perché permette di associare a ciascuna molecola un bit, facendone elementi di memoria di dimensione di 10 miliardesimi di metro e aprendo la strada a possibili applicazioni finora impensate".
Ma quali sono queste applicazioni? "Poter controllare lo spin di molecole a basse temperature – risponde Gatteschi – può portare allo sviluppo di computer quantistici, macchine più potenti di svariati ordini di grandezza dei normali computer oggi in uso".
"I computer classici usano bit binari ed elaborano i dati sotto forma di ´zero´ e ´uno´. Un computer quantistico, invece, utilizzerebbe lo spin come un bit quantico, o qubit, che può immagazzinare una mole di informazioni nettamente superiore e quindi offrire la possibilità di risolvere problemi oggi troppo complessi per i computer disponibili. Altre applicazioni riguardano la spintronica, ovvero la nuova frontiera dell´elettronica che utilizza non solo la carica dell´elettrone ma anche il suo spin".
venerdì, 14 marzo 2008
Mar Mar 18, 2008 3:30 pm
Anche perche' non tutti sanno che tengono un corso nella laurea specialistica (rivolto agli strutturisti) che si chiama Molecole Magnetiche, corso che ho ovviamente seguito 
