Il bismuto è uno degli elementi della tavola periodica più strani, sia per il suo aspetto che per le sue proprietà.
Per la verità, molte delle sue proprietà sono ancora sconosciute. Recentemente, gli scienziati del Tata Institute of Fundamental Research, in India, hanno scoperto che a 5 decimillesimi di grado sopra lo zero assoluto (-273.15 °C), il bismuto diventa un superconduttore, cioè un materiale che può condurre elettricità senza resistenza.
Una cosa piuttosto strana, dal momento che, secondo l’attuale teoria della superconduttività, i materiali che possiedono questa caratteristica devono avere moltissimi elettroni mobili a flusso libero. Peccato che il bismuto abbia un solo elettrone mobile ogni 100.000 atomi.
La misteriosa superconduttività del bismuto
I composti superconduttivi hanno all’incirca un elettrone mobili per ogni atomo. Perciò è difficile da credere che il bismuto, con un elettrone mobile ogni 100.000 atomi, sia un superconduttore. Negli ultimi 50 anni, il superconduttore con la più bassa densità di elettroni mobili conosciuto, era il titanato di stronzio. Tuttavia, il bismuto, metallo raro la cui superconduttività è stata cercata per decenni, lo ha battuto.
La superconduttività dà ai materiali la capacità di trasportare corrente elettrica con un’efficienza del 100%. Se la potessimo ottenere a temperatura ambiente, cambierebbero molte cose nel nostro modo di usare l’elettricità.
La teoria di Bardeen-Cooper-Schrieffer
Secondo la teoria di Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) della superconduttività, per la quale è stato assegnato il Premio Nobel per la Fisica nel 1972, il fenomeno si verifica quando gli elettroni mobili si riuniscono in coppie e il flusso può attraversare, indisturbato, il materiale. Se si applicasse la teoria BCS al bismuto, data la sua scarsità di elettroni mobili, il fenomeno potrebbe verificarsi solo a temperature 1.000 volte inferiori rispetto allo zero assoluto.
In altre parole, la teoria BCS della superconduttività non è in grado di spiegare la superconduttività del bismuto.
Lo strano bismuto costringerà gli scienziati, prima o poi, a scrivere un nuova pagina nel libro della scienza dei materiali superconduttori.
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