Il magnesio, un elemento chimico leggero e reattivo, potrebbe riservare una grande sorpresa nel campo dei supraconducenti. Questo metallo alcalino-terroso, abbondante in natura e fondamentale per il metabolismo umano, è anche prodotto dalle stelle in fase di invecchiamento. Sebbene sia un buon conduttore di elettricità, non è mai stato considerato un supraconducente fino a studi recenti.
Un team di ricercatori, tra cui Giovanni Ummarino del Politecnico di Torino, ha esplorato come il confinamento quantico potrebbe trasformare elementi non supraconducenti in supraconducenti. La loro ricerca, pubblicata su Condensed Matter, suggerisce che il magnesio potrebbe raggiungere questo stato sotto forma di film ultra-sottili. Il confinamento quantico, un fenomeno in cui l’energia di una particella quantistica aumenta con la sua restrizione spaziale, è al centro di questa scoperta.
I calcoli dei ricercatori, senza parametri regolabili, prevedono una temperatura critica di 10 Kelvin per film di magnesio con uno spessore inferiore a 1 nanometro. Questa temperatura, raggiungibile con elio liquido, apre nuove prospettive per applicazioni nell’elettronica quantistica. A differenza dell’alluminio, attualmente utilizzato per i qubit, il magnesio potrebbe funzionare a temperature più elevate, riducendo così i costi e l’impatto ambientale.
Le implicazioni di questa scoperta potrebbero essere significative, specialmente nel campo dell’informatica quantistica. La sostituzione dell’alluminio con il magnesio nei qubit potrebbe rendere le tecnologie quantistiche più accessibili e sostenibili. I ricercatori attendono ora una conferma sperimentale delle loro previsioni. Se confermata, questa avanzata potrebbe segnare un punto di svolta nello sviluppo dei supraconducenti e delle loro applicazioni.
Questa ricerca dimostra come le avanzate teoriche possano aprire la strada a innovazioni tecnologiche di grande rilievo. Il magnesio, un elemento comune, potrebbe così diventare un attore chiave nelle future tecnologie quantistiche.
Ma cos’è esattamente il confinamento quantico? Descrive l’aumento dell’energia di una particella quantistica quando è spazialmente confinata. Questo fenomeno, legato al principio di incertezza di Heisenberg, implica che più una particella è localizzata, maggiori sono le sue fluttuazioni energetiche. Per i materiali, il confinamento quantico può modificare radicalmente le loro proprietà elettroniche. Ad esempio, i film metallici ultra-sottili possono vedere la loro capacità di condurre elettricità trasformata, passando da uno stato normale a uno stato supraconducente.
Fonte: Techno Science
