Un nuovo stato della materia

Un team internazionale di ricerca ha rilevato l’esistenza di un nuovo stato della materia, il liquido di spin quantistico.

Quali sono gli stati della materia? A questa domanda rispondiamo tutti con “solido, liquido e gassoso“, se siamo ben informati aggiungiamo anche il plasma. Un fisico aggiungerebbe anche un condensato di Bose-Einstein, uno stato supercritico e forse qualche altro. Ad ogni modo, da oggi bisogna aggiungere un ulteriore stato della materia alla lista: il liquido di spin quantistico (quantum spin liquid, QSL).

Era stato ipotizzato nel 1973 dal premio nobel Philip Anderson, e si tratta di uno stato basato sul concetto di frazionalizzazione degli elettroni, che generano i cosiddetti fermioni di Majorana, delle particelle teorizzate da Ettore Majorana e rilevate per la prima volta nel 2012.

La caratteristica più eclatante di questo stato della materia è il suo comportamento quando immerso in un campo magnetico. In genere gli elettroni infatti tendono a disporsi tutti nella stessa direzione quando subiscono una forza magnetica. Nel liquido di spin quantistico questo non accade, e gli elettroni restano orientati in maniera differente.
Entrare nel dettaglio della descrizione di questo stato della materia è purtroppo possibile solo ad addetti ai lavori. E scordatevi anche di poterlo osservare nella vita di tutti i giorni: l’esperimento che ha portato alla scoperta è stato effettuato in un materiale quasi bidimensionale composto da cloruro di rutenio, solitamente assente in ambiente casalingo.

[1] A. Banjeree et al, Proximate Kitaev quantum spin liquid behaviour in a honeycomb magnet, Nature Materials
[2] Le Scienze, Osservato un nuovo stato della materia
[3] Media INAF, Osservato un nuovo stato della materia