Attrito senza contatto: la scoperta che sfida una legge di fisica vecchia di 300 anni
Una scoperta destinata a far discutere a lungo la comunità scientifica arriva dall’Università di Costanza, in Germania: è stato osservato un attrito senza contatto, generato esclusivamente da interazioni magnetiche. Nessuna superficie che tocca un’altra superficie, nessuna rugosità, nessuna usura. Solo campi magnetici che si scontrano tra loro e, nel farlo, producono una resistenza al movimento del tutto reale e misurabile. Il punto più sorprendente? Questo fenomeno viola apertamente la legge di Amontons, uno dei pilastri della fisica classica che resiste da oltre tre secoli.
La legge di Amontons, per chi non la conoscesse, dice una cosa piuttosto intuitiva: più si preme un oggetto contro una superficie, più attrito si genera. Funziona benissimo nella vita quotidiana. Un mobile pesante è più difficile da spostare di uno leggero, e fin qui tutto torna. Il meccanismo tradizionale prevede che sotto pressione le superfici si deformino leggermente, creando più punti di contatto microscopici che aumentano la resistenza. Ma cosa succede quando il contatto fisico non esiste proprio?
L’esperimento che ha cambiato le carte in tavola
Il gruppo di ricerca, guidato da Clemens Bechinger e composto tra gli altri da Hongri Gu e Anton Lüders, ha progettato un esperimento elegante nella sua semplicità. Due strati di magneti permanenti disposti in una configurazione bidimensionale, uno sopra l’altro, senza mai toccarsi. I magneti nello strato superiore erano liberi di ruotare, quelli inferiori erano fissi. Quando i due strati venivano fatti scorrere l’uno rispetto all’altro, i magneti superiori si riorientavano continuamente, dissipando energia e generando un attrito senza contatto perfettamente misurabile.
La parte davvero inattesa riguarda il comportamento dell’attrito al variare della distanza tra i due strati. Ci si aspetterebbe che avvicinando i magneti, e quindi aumentando il “carico effettivo”, l’attrito cresca in modo costante. Invece no. L’attrito risulta basso quando gli strati sono molto vicini, basso anche quando sono molto distanti, ma raggiunge un picco netto a distanze intermedie. È esattamente il contrario di quello che prevede la legge di Amontons.
Questo picco nasce da un conflitto interno al sistema. Lo strato superiore tende a organizzare i propri momenti magnetici in configurazione antiparallela, mentre quello inferiore preferisce un allineamento parallelo. Queste due tendenze sono incompatibili, e costringono il sistema in uno stato instabile. Durante lo scorrimento, i magneti saltano continuamente da una configurazione all’altra in modo isteretico, cioè dipendente dalla storia passata del sistema. Ed è proprio questo continuo riassestamento a divorare energia e a produrre quel picco anomalo di attrito magnetico.
Perché questa scoperta conta davvero
Al di là della curiosità scientifica, le implicazioni pratiche sono notevoli. Dato che la fisica alla base del fenomeno non dipende dalla scala dimensionale, effetti simili potrebbero manifestarsi in materiali magnetici ultrasottili, dove anche movimenti minimi possono alterare l’ordine magnetico interno. Questo apre scenari interessanti: la possibilità di controllare e regolare l’attrito a distanza, senza usura meccanica, in modo reversibile.
Le applicazioni potenziali spaziano dai sistemi micro e nanoelettromeccanici, dove l’usura è il principale nemico della durata dei dispositivi, fino a cuscinetti magnetici, sistemi di isolamento dalle vibrazioni e i cosiddetti metamateriali frizionali. In sostanza, un attrito senza contatto che può essere “accordato” come si desidera rappresenta uno strumento tecnologico completamente nuovo.
La ricerca, pubblicata su Nature Materials nel marzo 2026, collega due campi che finora si parlavano poco: la tribologia, cioè lo studio dell’attrito, e il magnetismo. E lo fa partendo da un esperimento da tavolo con dei magneti che girano. A volte le rivoluzioni nella fisica iniziano proprio così, con qualcosa di apparentemente semplice che nessuno aveva pensato di guardare nel modo giusto.
