Quando mettiamo una pentola sul fuoco, per qualche minuto, l’acqua non cambia di aspetto. Poi, improvvisamente, appare uno scenario movimentato di acqua in ebollizione e vapore. La materia non è cambiata: le molecole di H2O sono identiche, sia nello stato di liquido che in quello di vapore. Però, riscaldando l’acqua, l’abbiamo portata a un “punto critico”, nel quale mostra un comportamento macroscopicamente diverso. È lo studio di fenomeni come questo che ha portato i fisici a dedicarsi ai sistemi complessi. Tutta la materia è costituita da atomi. Ma la varietà di materiali “esotici” che si possono realizzare a partire da questi pochi ingredienti è enorme: superconduttori, superfluidi, materiali porosi, viscosi, vetrosi, granulari. Da anni, la fisica cerca di capire quali sono le condizioni che portano la materia ai “punti critici” nei quali appaiono questi stati.
L’approccio tradizionale è quello di cercare di ridurre le proprietà della materia a quelle dei suoi costituenti elementari. All’inizio del Novecento, il fisico e premio Nobel Paul Dirac afferma sprezzantemente che, note le proprietà degli atomi, «tutto il resto è chimica». A distanza di un secolo, bisogna dargli torto. «I superconduttori, ad esempio, sono tutt’oggi un mistero, sebbene le proprietà degli atomi che costituiscono questi materiali siano ben conosciute», spiega Emmanuele Cappelluti, ricercatore dell’Isc. «È ora di abbandonare il riduzionismo tradizionale», conclude Pietronero.
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K E Y W O R D S
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