CULTURA E RICERCA SCIENTIFICA - Uno studio del Cnr ha dimostrato che è possibile orientare lo spin degli elettroni

Ha collaborato allo studio l’Università degli Studi di Napoli Federico II

di Valeria Pollio

Da oggi qualcosa cambierà nel campo delle memorie elettroniche degli hard - disk e dei microscopi elettronici di ultima generazione. Uno studio del Cnr (Consiglio nazionale delle ricerche) ha dimostrato la possibilità di polarizzare lo spin di un fascio di elettroni. Finalmente è stata risolta un’incognita della fisica moderna. La polarizzazione dello spin, infatti, sembra sia uno di quei problemi dei quali non si è riusciti mai a trovare una soluzione. Adesso c’è. Lo studio, pubblicato sulla rivista internazionale “Physical Review Letters”,

è stato realizzato da due istituti del Consiglio nazionale delle ricerche - Istituto nanoscienze (Cnr-Nano) e Spin - in collaborazione con l'Università Federico II di Napoli. Gli scienziati che hanno dimostrato la possibilità di controllare l’ orientamento dello spin di un fascio di elettroni sono Vincenzo Grillo di Cnr-Nano, Lorenzo Marrucci di Cnr-Spin, Enrico Santamato e Ebrahim Karimi della Federico II. Alcuni hanno fornito delle delucidazioni in merito a quanto scoperto. “Lo spin è una proprietà fondamentale degli elettroni che si può visualizzare immaginando l'elettrone che ruota rapidamente su se stesso, come una trottola” - spiega Vincenzo Grillo-.Negli elettroni liberi succede che l'asse di rotazione è orientata in modo casuale, un po' come avere una miriade di trottole inclinate a caso, e i metodi proposti finora per allineare gli spin di elettroni disordinati si sono dimostrati poco efficaci”. I ricercatori hanno mostrato con simulazioni al calcolatore che è possibile polarizzare lo spin di un fascio di elettroni attraverso lenti magnetiche, un complesso sistema di campi elettrici e magnetici. "I calcoli indicano che al centro del fascio si producono effetti di interferenza tali da allineare l'orientazione dello spin elettronico in modo controllato” – continua a spiegare il ricercatore -. “Non esisteva finora un processo che permettesse di 'domare' spin inizialmente distribuiti in maniera casuale” – precisa il ricercatore -. Il risultato raggiunto avrà sicuramente delle implicazioni di tipo applicativo. “Usati in un microscopio elettronico, i fasci polarizzati permetterebbero di studiare lo spin degli elettroni all'interno dei materiali, un fattore cruciale nella ricerca sulle memorie magnetiche più efficienti di quelle già in uso negli hard-disk. Le simulazioni hanno confermato che il nostro sistema può essere inserito nei microscopi elettronici di ultima generazione, il prossimo passo al quale stiamo lavorando sarà realizzare uno strumento così potente” – conclude Grillo -.