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FISICA/ Quando gli elettroni fanno la giravolta e si avvitano "a cavatappi"

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Elettroni diffratti in un fascio a vortice con elevato momento angolare orario e antiorario  Elettroni diffratti in un fascio a vortice con elevato momento angolare orario e antiorario
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L’idea di Grillo adesso è di vedere quanto grande può diventare il momento angolare orbitale. Qui naturalmente gioca il fatto che abbiamo a che fare con fenomeni quantistici: «nei normali oggetti che vediamo ruotare, è sempre chiaro dove è l’oggetto e a quale velocità si muove; gli elettroni invece, essendo oggetti quantistici, sono dappertutto attorno al centro di rotazione e se voglio fissarne la velocità angolare non posso determinarne esattamente la posizione angolare. è un’altra manifestazione del principio di indeterminazione».

In questo tipo di ricerche, che si stanno sviluppando da poco a livello mondiale, il CnrNano, l'Istituto di Nanoscienze del Cnr dove operano Grillo e colleghi, è in una posizione di primo piano: ora si sta lavorando per mettere a punto nuovi metodi per mappare la magnetizzazione alla nanoscala dei materiali: «Un microscopio elettronico è già in grado di farlo ma solo in certe circostanze; con questi nostri studi dovremmo riuscire a trovare nuovi metodi per misurare i campi magnetici e anche le proprietà di nanoparticelle paramagnetiche utilizzabili, ad esempio, in oncologia; saranno misure, tra l’altro, con un effetto di amplificazione dovuto al fatto che l’elevata rotazione provoca un momento magnetico 200 volte più elevato di quello normale». Questo quindi potrebbe essere il primo risultato applicativo e il team di fisici italiani pensa di poter arrivare a una pubblicazione specifica nei prossimi mesi.

Un altro sviluppo di cui ci parla Grillo, è più a livello teorico. Quando un elettrone passa attraverso un materiale, già si ha una radiazione elettromagnetica; se poi l’elettrone passa ad altissima velocità si ha un produzione più intensa di luce in modo equivalente a quando un aereo supera la barriera del suono: si ha l’equivalente ottico del "boato sonico"; «in più c’è il fatto che, essendoci la rotazione, c’è un ulteriore contributo all’emissione: è come se avessimo un minuscolo sincrotrone che passa dentro il materiale emettendo la ben nota radiazione». Ma qui siamo ancora a livello speculativo, e c’è ancora molto da studiare.

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