Le teorie nascono, crescono e muoiono. O, più spesso, nuove scoperte le completano. È questo il caso che riguarda gli arseniuri di ferro, una famiglia di materiali con proprietà superconduttive che non possono essere spiegate con la teoria tradizionale. Tuttavia, i ricercatori dell’ U.S. Department of Energy dell’Argonne National Laboratory hanno presentato evidenze sperimentali che confermano una nuova teoria in grado di spiegarne il comportamento.
Un superconduttore è un materiale che, al di sotto di una data temperatura (solitamente prossima allo zero assoluto), non oppone alcuna resistenza al passaggio di corrente. La superconduttività convenzionale viene spiegata in base alla teoria BCS, acronimo degli sviluppatori Bardeen, Cooper e Schrieffer che la proposero nel 1957. Nella BCS gli elettroni, che normalmente si respingono fra loro per via della loro carica, si organizzano in coppie (dette di Cooper) e si coordinano alle vibrazioni della struttura cristallina della materia. Grazie a questo fenomeno, gli elettroni risultano in grado di muoversi all’interno del materiale senza incontrare resistenza. Nel caso degli arseniuri di ferro, però, la superconduttività non sembra poter essere spiegata con la BCS.
Nei superconduttori convenzionali la differenza fra l’energia degli elettroni che si trovano in uno stato normale e in stato superconduttivo è costante. Per gli arseniuri di ferro, invece, i ricercatori hanno ipotizzato che questa differenza possa addirittura cambiare di segno per particolari configurazioni elettroniche. Attraverso gli esperimenti condotti all’Isis Pulsed Neutron and Muon Source (Gb) gli studiosi hanno ora rilevato stati di eccitazione magnetica che sembrano confermare queste inversioni di segno (le misurazioni sono state effettuate con la tecnica dello “scattering anelastico dei neutroni”, che fornisce informazioni estremamente dettagliate sulle proprietà magnetiche e dinamiche della materia).
Secondo Ray Osborn e Stephan Rosenkranz, coordinatori dello studio pubblicato su Nature, i risultati fanno pensare che il meccanismo alla base dell’accoppiamento degli elettroni può essere indotto non tanto dalle vibrazioni del reticolo cristallino, quanto da fluttuazioni magnetiche. Una scoperta che può avere importanti conseguenze per la ricerca su materiali superconduttivi, presenti e futuri”. (l.c.)
