Se provate a cercare nel web (ma basterebbe anche al supermercato) gli anelloni come formato di pasta, qualcosa potreste trovare, ma di sicuro non si tratta dell’esclusivo tipo appena inventato da Matthew Turner e dall’italiano Davide Michieletto della University of Warwick. Esclusivo più che nella ricetta (uova e farina, nulla di particolare) nel fine: studiare le forme complesse in cui possono organizzare i polimeri chiusi, e così tentare di osservare l’esistenza di uno stato di materia mai visto prima.
“I polimeri non sono solo quelli lineari, aperti potremmo dire, con due punti che terminano le estremità, che costituiscono le basi per la creazione di plastiche e tessuti, o i materiali biologici, come il dna e l’rna”, spiega a Wired.it Michieletto: “ma esistono anche polimeri chiusi”. Su questi, continua il ricercatore, negli ultimi anni si è concentrato l’interesse dei fisici, interessati a comprenderne le proprietà topologiche e come, cambiando queste, si modifichino anche quelle fisiche, aprendo la porta alla creazione di nuovi materiali: “Un cerchio chiuso si comporta diversamente da un pezzo di catena aperto o che formi dei nodi”, precisa in proposito Michieletto.
L’interesse per i polimeri chiusi non riguarda però solo la fisica. Anche lo stesso dna dei batteri infatti è un polimero chiuso, e nei mitocondri di alcuni protozoi il dna circolare si organizza in una serie di cerchi legati insieme. “L’idea alla base della nostra ricerca era quella di studiare questi polimeri lunghi chiusi sia per capire come si comportano le molecole di dna – assimilabili in alcuni casi ad anelli molto lunghi, chiusi e compatti – sia per capire se esiste un nuovo stato di materia che abbiamo previsto attraverso le simulazioni al computer”.
Lo stato di materia cui si riferisce Michieletto è quello del topological glass (vetro topologico, volendo trovarne una traduzione in italiano): “Ovvero qualcosa”, spiega il ricercatore:“che ha le proprietà di un vetro – è liquido a distanze microscopiche ma solido macroscopicamente – ma per il fatto che i polimeri hanno una topologia particolare e non perché la temperatura del sistema è sotto quella critica di vetrificazione”.
Uno stato finora mai (completamente) osservato, ma sulla cui esistenza i fisici si dicono ottimisti: “Nel topological glass i polimeri chiusi, se sufficientemente lunghi, interagiscono così strettamente da apparire molto aggrovigliati”. Ma cosa significa?“Nel limite di un insieme compatto e denso di lunghi anelli, le proprietà topologiche dei polimeri diventano molto importanti”, spiega Michieletto: “In particolare, questo nel nostro caso significa osservare gli anelli che iniziano a passarsi attraverso a vicenda in un modo gerarchico. Per esempio, come mostrato in questa figura (vedi sotto, nda) l’anello giallo può influenzare l’anello nero, attraverso il fatto che passa attraverso il blu e rosso. Questo porta alla creazione di quelle che noi chiamiamo correlazioni, la cui distanza spaziale e durata temporale crescono man mano che gli anelli diventano più lunghi”.
Correlazioni di filamenti
Oltre alle simulazioni al computer, Michieletto e Turner hanno pensato di allestire un esperimento per toccare con mano il comportamento di questi lunghi anelli. “Da anni la pasta è sinonimo di polimeri, in particolare gli spaghetti sono perfetti come analogia per i polimeri lineari, perché lunghi e flessibili”, spiega il ricercatore: “E dal momento che il nostro discorso vale per qualsiasi sistema fatto da anelli ho pensato di fare un analogia con una pasta fatta ad anello. Per le nostre ricerche poco importa infatti che gli anelli siano fatti di materiali sintetici o di dna, o ancora di uova e farina. Dopo un po’ di lavoro sporco in cucina siamo venuti fuori con un piatto di quelli che abbiamo ribattezzato anelloni”.
Una volta cotti – che nel linguaggio dei fisici significa creare delle fluttuazioni termiche che simulano quello che il dna o polimeri sintetici fanno a livello microscopico – gli anelloni sono diventati una buona analogia della ricerca sul topological glass, aggiunge Michieletto: “Se si prova a tirare fuori un solo anellone, non ci si riesce perché il sistema è tutto intricato in un groviglio – meglio una rete di threading – a formare un blocco unico”.
Quanto osservato, conclude il ricercatore, se non prova direttamente l’esistenza di questo nuovo stato di materia deltopological glass (le simulazioni al pc suggeriscono però che si è molto vicini ad osservarlo), ci si avvicina e mostra comunque l’esistenza di queste correlazioni di threading che rendono il sistema simile ad un vetro. E da ultimo dimostra che anche la pasta può esser un ottimo modello per esperimenti di fisica.
Via: Wired.it
Sembra tutto un tantino forzato, e privo di contenuto scientifico.
Non credo proprio che facendo delle forme di pasta particolari si possa studiare nuove proprietà dei materiali.