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Microscopio tedesco oltre la soglia del picometro


 
 

Atomi di un materiale ferromagnetico. I piccoli disallineamenti di alcuni atomi rispetto al reticolo rendono conto del comportamento del materiale, uno speciale ossido usato per la costruzione di memorie elettroniche.
 
 

A cura di Maurizio Melis

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Chissà che faccia farebbe il grande pensatore greco Democrito di fronte alla fotografia di un gruppetto di atomi, impilati in bell'ordine a formare il reticolo di un cristallo. Nel V sec. a.C. Democrito fu il primo a ipotizzare l'esistenza degli atomi e a intuire che dovevano essere separati dal vuoto (e soprattutto a causa di quest'ultimo fu contestato). Tornando all'immagine: ricorda quella di una cantina, in cui ogni bottiglia occupa il suo posto nello scaffale. I pallini bianchi dell'immagine però non sono tappi, ma singoli atomi: Piombo, Zirconio, Ossigeno…; E tra un atomo e l'altro: un ampio spazio vuoto.
Ma, diamo la notizia: la notizia è che al Centro Ricerche di Jülich in Germania, un gruppo specializzato in microscopia elettronica ad altissima definizione, ha spinto la precisione nell'indagine dell'infinitamente piccolo alla scala del picometro, un miliardesimo di millimetro. A questa risoluzione, se scattate una fotografia ad un atomo, ottenete una immagine di 100 punti per 100 punti.

Come spesso accade quando si aumenta la precisione nelle indagini, gli scienziati sono attratti non tanto dalle regolarità, quanto dalle deviazioni… A questa scala i ricercatori riescono a osservare minime irregolarità nella struttura della materia, come per esempio piccole fluttuazioni del reticolo atomico, dovute alle impurità. Ma sono proprio questi fenomeni sfuggenti a determinare importanti comportamenti macroscopici dei materiali, come il magnetismo e la superconduttività.

Insomma, per la prima volta le immagini sono così dettagliate che è possibile verificare sperimentalmente i risultati delle equazioni: verificare cioè se quello che pensiamo di sapere sul comportamento della materia a quella scala, corrisponde con la realtà.

Nell'annuncio, uscito il 25 Luglio su Science, Urban usa toni decisamente ottimistici: "Questo è l'inizio di una nuova fisica dei materiali - dice - che permetterà al ricercatore di determinare i parametri fisici e le proprietà della materia su scala nano-metrica, grazie alla possibilità di misurare le distanze esatte tra gli atomi. Ciò condurrà anche a comprendere come queste proprietà possono essere manipolate per ottenere materiali con nuove funzioni e migliori performance."

Insomma, staremo a vedere se sarà così. Ma certo l'indagine è vicina alla frontiera oltre cui il rassicurante ordine, e la prevedibilità del mondo che ci suggeriscono i nostri sensi, cederà il passo all'incertezza quantistica. E questo ci riporta al padre degli atomi. Democrito infatti, pensava che gli atomi fossero una realtà impossibile da percepire per i sensi, mentre potevano essere colti solo dalla ragione. Considerato quanto le leggi l'infinitamente piccolo appaiono aliene ai nostri sensi, Democrito forse non aveva tutti i torti. Godiamoci perciò questo "panorama di atomi": chissà che non ritragga l'ultima soglia della realtà che ancora possa apparirci come qualcosa di familiare.

 

 

 

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