Lo studio, condotto presso il Sincrotrone Elettra di Trieste, ha coinvolto anche studiosi dell’Università di Würzburg (Germania), dell’Università di St. Andrews (Regno Unito), del Boston College e dell’Università di Santa Barbara (Stati Uniti).
“Le proprietà quantistiche dei materiali determinano i comportamenti degli elettroni, tra cui il loro “avvolgimento topologico”, cioè la curvatura dello spazio in cui si muovono nella materia”, spiega Ivana Vobornik, ricercatrice del Cnr-Iom di Trieste. “Studiando tale proprietà si può risalire alle proprietà quantistiche di un certo materiale, e arrivare così a una comprensione più approfondita per applicazioni in svariati campi tecnologici, dalle energie rinnovabili alla biomedicina, dall’elettronica ai computer quantistici”.
In particolare, il team si è concentrato su una classe di materiali, detti “materiali Kagome”: il nome deriva dalla stretta somiglianza con la trama di fili di bamboo dei tradizionali cesti giapponesi. “Questi materiali stanno rivoluzionando la fisica quantistica grazie alle loro proprietà magnetiche, topologiche e superconduttive: per questo la comprensione delle loro proprietà è strategica”, aggiunge la ricercatrice. “Per misurare la caratteristica dell’avvolgimento degli elettroni è stata utilizzata una tecnica sperimentale utilizzabile solo sfruttando la luce di sincrotrone: in questo caso, le misure sono state fatte presso Elettra Sincrotrone Trieste. Determinante, inoltre, è stata la sinergia con l’analisi teorica e con l’utilizzo di potenti supercalcolatori: grazie alle simulazioni teoriche infatti, è stato possibile guidare gli esperimenti verso la specifica zona del materiale in cui si manifestano le proprietà oggetto dello studio”.
Didascalia estesa immagine: Tre prospettive della superficie sulla quale gli elettroni si muovono, la superficie di Fermi. A sinistra, il risultato sperimentale, al centro e destra la modellizzazione teorica. I colori rosso e blu rappresentano una misura della velocità degli elettroni. Sia teoria che esperimento riflettono la simmetria del cristallo, presente nella trama giapponese ‘kagome’ utilizzata per realizzare dei cestini tradizionali.
