Cristiano e i «magneti nanometrici»
Brignanese guida un gruppo di ricerca a Los Alamos dove Fermi studiò l’atomica
Da dieci anni lavora nei laboratori della bomba atomica. Cristiano Nisoli, 47 anni, di Brignano, è a capo di un gruppo di fisici teorici che a Los Alamos studia i magneti nanometrici. Ma più che a creare computer in cui memorie e microprocessore siano la stessa cosa, è più interessato al comportamento delle particelle a temperature di zero assoluto. «E dire — commenta — che volevo studiare filosofia»
Da dieci anni lavora nei laboratori dove Enrico Fermi contribuì alla realizzazione della bomba atomica. Cristiano Nisoli, 47 anni, di Brignano, è responsabile di un gruppo di ricerca di fisici teorici ai National Laboratory di Los Alamos, impegnato nello studio di magneti nanometrici che potrebbero un domani rivoluzionare il mondo dei computer, creando macchine in cui la memoria di archiviazione e il microprocessore siano la stessa cosa. Lui però è più interessato agli aspetti teorici del suo lavoro, in cui ha evidenziato che effetti limite come quelli che si registrano nella meccanica quantistica a temperature prossime allo zero assoluto (-273 gradi) in realtà in particolari materiali possono verificarsi in condizioni «normali».
Proprio questi risultati sono al centro dell’articolo che la rivista Nature Physics ha appena dedicato al gruppo di ricerca guidato da Nisoli. «E pensare che dopo il liceo volevo studiare filosofia — dice il ricercatore — anche se a certi livelli non c’è molta differenza».
Dopo la maturità classica, ai Salesiani di Treviglio, Nisoli si iscrive a Fisica all’università degli studi di Milano. Dopo la laurea a pieni voti prende la via degli Stati Uniti per un dottorato alla Penn State University. A Los Alamos arriva con una fellowship, un contratto di tre anni post dottorato. «Concluso il dottorato ho mandato in giro molte lettere — racconta lo scienziato brignanese — e diverse università mi hanno chiamato. Al National Laboratory però, in diversi articoli pubblicati hanno citato dei mie lavori e quindi ho scelto loro».
Il brignanese trova il suo ambiente ideale, una comunità cosmopolita in cui potersi concentrare sulla scienza pura. «In realtà il mio lavoro, benché di fisica teorica, ha aspetti molto pratici — osserva Nisoli —. La mia ricerca avviene su delle isole nanomagnetiche, cioè strutture lunghe qualche centinaio di nanometri (un miliardesimo di metro), larghe un centinaio e spesse 3-4 nanometri».
A queste dimensioni la geometria e la forma delle isole risultano determinanti per le proprietà che la materia assume. «Le isole nanomagnetiche all’inizio venivano chiamate ice-spin, ghiaccio di spin, poi siamo riusciti a dar loro forme via via più complesse, triangoli, rettangoli, nidi d’ape e ora siamo andati anche oltre. La particolarità è che come i magneti di uso comune mantengono la polarità nord-sud». Così le varie isole e al loro interno i singoli nanometri non possono interagire liberamente, ma a causa della configurazione spaziale impostagli non tutte le iterazioni magnetiche si possono compiere: tecnicamente si dice che il materiale rimane stressato. La scoperta di Nisoli e del suo gruppo è proprio che attraverso delle costrizioni topologiche (il disegno impartito alle isole) questi materiali assumono stati di «disordine» ordinato, raggiungono degli stati tipici di equilibrio, violando però molti principi della termodinamica e in particolare l’ipotesi ergodica, cioè che un sistema disordinato esplori tutte le sue possibilità. Un settore promettente su cui c’è molta attenzione. Non a caso il brignanese, dopo una breve vacanza in Italia, quest’estate salirà in cattedra in Cina per tenere un corso accelerato sulle sue scoperte.