STUDIO DEI SISTEMI DISORDINATI, ECCO LE MISURE IMPOSSIBILI Un fisico italiano ha misurato, per la prima volta, tutti gli stati possibili dei sistemi disordinati

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Grazie a una ricerca scientifica Made in Italy, è stato reso possibile per la prima volta misurare tutti gli stati possibili dei sistemi disordinati. Il metodo, di cui l’italiano Stefano Martiniani, 26 anni, è l’autore principale è stato messo a punto nell’università britannica di Cambridge e pubblicato sulla rivista Physical Review E. “Finora mancava la misura diretta e in 3D della quantità di disordine presente all’interno di un materiale granulare”, ha spiegato Martiniani. L’esempio più elementare è quello delle arance buttate a caso in una cassetta: possono essere considerate un esempio di quello che fisici, chimici e matematici definiscono “materiale granulare”. Le arance possono essere cioè considerate un materiale granulare di grandi dimensioni, ma il loro comportamento non cambia molto rispetto a quello di un insieme di granelli di sabbia o di neve.

Grazie allo studio di Martiniani, è stato risolto un rompicapo che ha impegnato per ben 25 anni fisici di tutto il mondo. Riuscire a prevedere come si comportano e si evolvono nel tempo i materiali granulari come quelli che costituiscono le valanghe o le dune, è stata la scommessa lanciata nel 1991 dal fisico britannico Samuel Edwards. “Una scommessa che ha senso – ha osservato Martiniani – se consideriamo che, dopo l’acqua, i materiali granulari sono i più manipolati nell’industria”. Basti pensare al cemento o alle polveri lavorate negli impianti chimici.

Il problema è che la loro complessità è tale che descrivere tutte le possibili strutture disordinate di sistemi di 128 sfere (o arance) avrebbe richiesto un computer più grande dell’universo. Un’idea innovativa e due anni di lavoro hanno ridotto i tempi di calcolo a sei mesi su un supercomputer e hanno permesso di ottenere un risultato. Immaginando tutte le possibili configurazioni come uno spazio matematico fatto di valli racchiuse tra colline, i ricercatori hanno calcolato la dimensione media di una valle. Assumendo che in ognuno di questi spazi possano essere ‘gettate’ in modo disordinato 128 sfere, i modi per organizzarle superano il numero di 10 elevato a 250, ossia sono più numerosi degli atomi presenti nell’universo osservabile, il cui numero è stimato in un “misero” 10 elevato a 80.

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