<\/p>\n
Un nuovo studio su <\/span><\/span>Science<\/span><\/span><\/p>\n Sulla rivista scientifica <\/span><\/span>Science<\/span><\/span> \u00e8 stato appena pubblicato uno studio condotto da un team internazionale di ricercatori di IBM, in collaborazione con altri scienziati<\/span><\/span> della University of Oxford, della University of Manchester, di ETH Zurich, della EPFL e della University of Regensburg. <\/span><\/span><\/p>\n I ricercatori hanno studiato e costruito atomo per atomo una nuova molecola con topologia elettronica half-M\u00f6bius: una struttura elettronica non esistente in natura, ispirata al celebre nastro di M\u00f6bius. Si tratta di una ricerca che apre nuovi orizzonti nell’ambito dello studio della materia e delle sue caratteristiche.<\/span><\/span><\/p>\n La nuova molecola<\/span><\/span><\/p>\n La nuova molecola ha formula chimica C\u2081\u2083Cl\u2082: \u00e8 composta da un anello di tredici atomi di carbonio a cui sono legati due atomi di cloro. Per sintetizzarla i ricercatori hanno utilizzato tecniche sviluppate recentemente nell’ambito delle nanotecnologie. <\/span><\/span><\/p>\n Hanno creato una molecola di partenza contenente pi\u00f9 atomi di cloro rispetto a quelli del prodotto finale e li hanno manipolati su una superficie; in seguito ne hanno rimossi alcuni mediante degli impulsi di tensione calibrati con estrema precisione, in condizioni di ultra\u2011alto vuoto e temperature prossime allo zero assoluto.<\/span><\/span><\/p>\n Il risultato \u00e8 stato una molecola dalla configurazione elettronica unica, osservata tramite la microscopia a effetto tunnel, la microscopia a forza atomica e delle simulazioni quantistiche. <\/span><\/span><\/p>\n Il legame con il nastro di M\u00f6bius<\/span><\/span><\/p>\n Come gi\u00e0 detto, la nuova molecola presenta topologia elettronica half-M\u00f6bius: gli orbitali elettronici si avvolgono lungo l’anello costituito dai nuclei degli atomi con una configurazione elicoidale, che ricorda un nastro di M\u00f6bius. <\/span><\/span><\/p>\n Quest’ultimo consiste in una <\/span><\/span>superficie geometrica a una sola faccia e un solo bordo, ottenuta torcendo di 180\u00b0 l’estremit\u00e0 di una striscia e unendola all’altra<\/span><\/span>. \u00c8 un esempio di superficie non orientabile: percorrendola, si passa da un lato all’altro senza mai attraversare il bordo. <\/span><\/span><\/p>\n Tornando alla molecola, la sua torsione non \u00e8 di 180\u00b0 come nel classico nastro di M\u00f6bius, bens\u00ec di 90\u00b0; per questo gli scienziati parlano di una struttura \u201chalf-M\u00f6bius\u201d, ovvero \u201cmezzo M\u00f6bius\u201d, mai osservata prima.<\/span><\/span><\/p>\n In questa configurazione, ogni volta che gli elettroni completano un ciclo la struttura ruota di 90\u00b0: dopo due giri completi avviene una mezza torsione (180\u00b0) e, quindi, per ritornare alla fase iniziale sono necessarie quattro rotazioni complete. <\/span><\/span><\/p>\n Il ruolo dei computer quantistici<\/span><\/span><\/p>\n Per capire come si comportano gli elettroni in questa nuova molecola, il team di ricercatori ha fatto uso dei computer quantistici, ovvero dispositivi avanzati che sfruttano la meccanica quantistica per svolgere calcoli esponenzialmente pi\u00f9 veloci dei computer classici. <\/span><\/span><\/p>\n Difatti, in questa topologia elettronica half-M\u00f6bius ogni particella influenza simultaneamente tutte le altre e il numero di configurazioni possibili \u00e8 estremamente elevato: per simulare un sistema cos\u00ec complesso la potenza computazionale dei sistemi tradizionali non era sufficiente. <\/span><\/span><\/p>\n Grazie ai computer quantistici, gli scienziati hanno effettuato numerose simulazioni dell’interazione tra gli elettroni di questa molecola e cos\u00ec sono riusciti a studiare gli orbitali elicoidali e a spiegare il meccanismo alla base della topologia half-M\u00f6bius. \u00a0<\/span><\/span><\/p>\n Le possibili implicazioni future<\/span><\/span><\/p>\n \u201cAbbiamo progettato una molecola teoricamente realizzabile, l\u2019abbiamo costruita e poi ne abbiamo validato il comportamento utilizzando un computer quantistico\u201d<\/span><\/span>, ha commentato Alessandro Curioni, IBM Fellow, Vicepresidente di IBM Europa e Africa, Direttore dell’IBM Research Lab di Zurigo.<\/span><\/span> \u201c\u00c8 un passo importante verso la visione formulata decenni fa da Richard Feynman: creare un computer in grado di simulare la fisica quantistica. Questo risultato avvicina ulteriormente quel traguardo e apre nuove possibilit\u00e0 per esplorare la materia e i suoi fenomeni pi\u00f9 complessi.\u201d<\/span><\/span><\/p>\n Questa scoperta non rappresenta soltanto la creazione di una nuova molecola: mostra che \u00e8 possibile progettare e controllare la topologia elettronica della materia.<\/span><\/span><\/p>\n Oggi, grazie alla combinazione di nanotecnologia sperimentale, chimica teorica avanzata e calcolo quantistico, i ricercatori stanno iniziando a esplorare una nuova frontiera: quella in cui non si studiano soltanto le molecole esistenti in natura, ma si progettano strutture del tutto originali.<\/span><\/span><\/p>\n In futuro, queste ultime potrebbero portare alla produzione di materiali con propriet\u00e0 completamente nuove, ad esempio nell’ambito della conduzione elettronica, del magnetismo o della catalisi chimica. <\/span><\/span><\/p>\n La molecola C\u2081\u2083Cl\u2082 dimostra che la materia pu\u00f2 assumere configurazioni molto pi\u00f9 complesse di quelle descritte dalla chimica tradizionale. In altre parole, la chimica del XXI secolo non si limita pi\u00f9 a scoprire molecole: pu\u00f2 anche costruirle.<\/span><\/span><\/p>\n Da Sofia Di Santo classe IV C Liceo Scientifico<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Un nuovo studio su Science Sulla rivista scientifica Science \u00e8 stato appena pubblicato uno studio condotto da un team internazionale di ricercatori di IBM, in collaborazione con altri scienziati della University of Oxford, della University of Manchester, di ETH Zurich, della EPFL e della University of Regensburg. I ricercatori hanno studiato e costruito atomo […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":2139,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[12],"tags":[],"class_list":["post-2137","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-rubrica-scientifica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2137","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2137"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2137\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2143,"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2137\/revisions\/2143"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/2139"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2137"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2137"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iislopianomagazine.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2137"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}