Le misteriose particelle ferroelettriche esistono davvero

La natura ha un debole per le simmetrie? L’osservazione di particelle ferroelettriche conferma che anche il ferromagnetismo ha un’anima gemella: la ferroelettricità.

Sono trascorsi più di ottant’anni dalla previsione della loro esistenza. Ma oggi, i fisici hanno trovato le prove che esistono unità discrete della materia che potrebbero aiutarci a capire meglio l’equivalente elettrico del ferromagnetismo.

Cosa significa? Mentre alcuni materiali sono magneti permanenti che producono un loro campo magnetico, altri materiali, come il ferro, sono ferromagnetici. Sono attratti dai magneti sotto l’influenza di un campo magnetico.

I materiali ferroelettrici, in teoria, funzionano allo stesso modo. Ma è la componente elettrica di un campo elettromagnetico, non quella magnetica, che li polarizza.

Il mistero delle particelle ferroelettriche

Ai non addetti ai lavori, la cosa potrebbe apparire di scarsa importanza. In realtà, riuscire a gestire la potenza dei materiali ferroelettrici, potrebbe portare ad una tecnologia avanzata per la memorizzazione dei dati. Inoltre, fino ad ora, queste particelle misteriose erano state solo ipotizzate ma mai osservate.

I ricercatori della Linköping Univrsity (Svezia) e dell’University of Technology di Eindhoven (Olanda) hanno risolto questo vecchio mistero della fisica. Sono riusciti a individuare disposizioni di molecole che assomigliano ad ipotetici isteroni, pile di molecole nanostrutturate che agiscono come particelle indipendenti. L’intera ricerca è stata pubblicata su Nature Communications.

Due gemelli quasi identici

Ma per capire meglio la ferroelettricità, torniamo al suo gemello, il ferromagnetismo. Sfregando un ago con un magnete si ottiene una bussola magnetica, dal momento che l’ago è costituito da un materiale come ferro o nichel, con alcune proprietà atomiche delle particelle che gli permettono di riconfigurarsi in presenza di un campo elettromagnetico.

La ferroelettricità è più o meno la stessa cosa, solo che le particelle dei materiali ferroelettrici cambiano configurazione sotto l’azione elettrica di un campo elettromagnetico. Si può dire che sono due lati della stessa medaglia e sono il modo in cui le particelle si dispongono in unità chiamate dipoli. Nel ferromagnetismo pensiamo a questi come poli nord e sud. Nel caso di materiali ferroelettrici, si fa riferimento a poli positivi e negativi. I dipoli sono di solito disposti in modo casuale ma, sotto la coercizione di un campo elettrico o magnetico, questi poli si polarizzano e producono un proprio campo coesivo.

Rivolgendo l’attenzione alle possibili applicazioni, va considerato che molti dispositivi di memoria impiegati nei computer, si basano sul passaggio di dipoli magnetici in materiali ferromagnetici. Se si riuscirà a fare la stessa cosa con la ferroelettricità, si otterranno dispositivi di memoria in grado di immagazzinare più informazioni rispetto a quelli tradizionali.

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