Alcuni vulcani considerati estinti potrebbero non essere così “spenti” come si pensava. È questa la scoperta che arriva dall’analisi di cristalli microscopici trovati nelle rocce vulcaniche, e che potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui la comunità scientifica valuta il rischio di eruzione in aree ritenute ormai sicure da millenni.

La questione è tanto affascinante quanto inquietante. Per decenni, un vulcano veniva classificato come estinto se non aveva dato segni di attività per un periodo molto lungo, in genere decine di migliaia di anni. Nessuna fumarola, nessun tremore sismico significativo, nessuna emissione di gas. Caso chiuso, pratica archiviata. Ma quei piccoli cristalli raccontano una storia diversa: sotto la superficie, in profondità, qualcosa continua a muoversi. La camera magmatica di alcuni di questi vulcani potrebbe ancora ricevere nuovo materiale fuso dal mantello terrestre, alimentandosi lentamente e in silenzio.

Cosa ci dicono davvero questi cristalli

Il lavoro dei ricercatori si è concentrato su cristalli di zircone e altri minerali presenti nelle rocce vulcaniche antiche. Analizzando la composizione chimica e le tracce isotopiche di questi cristalli microscopici, il team ha scoperto che alcuni mostrano segni di crescita avvenuta molto tempo dopo l’ultima eruzione conosciuta. In pratica, il magma sotto quei vulcani estinti non si è semplicemente raffreddato e solidificato per sempre. Ha continuato ad evolversi, a ricevere nuovi apporti di calore e materiale, creando le condizioni per una potenziale riattivazione vulcanica.

Questo non significa che domani un vulcano dato per morto esploderà all’improvviso. Ma suggerisce con forza che le classificazioni attuali meritano una revisione profonda. La distinzione netta tra vulcano attivo, dormiente ed estinto potrebbe essere troppo semplicistica. E qui entra in gioco la parte che interessa davvero tutti: la valutazione del rischio.

Perché questa scoperta conta per la sicurezza delle comunità

Molte città nel mondo, anche in Europa, sorgono vicino a vulcani considerati estinti. Se la ricerca sui cristalli microscopici venisse confermata su scala più ampia, le mappe di pericolosità vulcanica andrebbero aggiornate. Non si tratta di creare allarmismo, ma di adottare un approccio più prudente. Installare sistemi di monitoraggio anche su vulcani che oggi nessuno sorveglia, ad esempio, sarebbe un passo logico.

La scienza vulcanologica sta facendo un salto importante. Quei cristalli microscopici, invisibili a occhio nudo, stanno dicendo qualcosa che nessuno voleva sentire: un vulcano estinto potrebbe non essere mai veramente morto. Solo silenzioso. E il silenzio, in geologia, non è sempre sinonimo di pace.

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I tornado ottici sono appena diventati realtà, e la cosa più sorprendente è il modo in cui ci si è arrivati. Un gruppo di scienziati è riuscito a creare dei fasci di luce che si avvitano su se stessi, proprio come piccoli vortici, utilizzando un sistema basato su cristalli liquidi che ha del geniale nella sua semplicità. Niente nanotecnologie ultracomplesse, niente apparecchiature da laboratorio fantascientifico. Solo strutture che si organizzano da sole e fanno il lavoro sporco al posto nostro.

Il punto di partenza sono i cosiddetti toron, strutture tridimensionali che si formano spontaneamente all’interno dei cristalli liquidi. Questi toron funzionano come delle trappole per la luce: la catturano e la costringono a spiralare, a ruotare in schemi complessi che fino a poco tempo fa richiedevano dispositivi molto più sofisticati per essere ottenuti. Il bello è che tutto questo avviene sfruttando la naturale tendenza dei cristalli liquidi ad auto organizzarsi, senza bisogno di forzature esterne particolari.

Perché questi tornado ottici cambiano le regole del gioco

La vera notizia nella notizia, quella che ha fatto drizzare le orecchie alla comunità scientifica, riguarda lo stato energetico in cui tutto questo accade. I ricercatori sono riusciti a generare questi tornado ottici nello stato più stabile e a più bassa energia della luce. Tradotto in parole semplici: produrre fasci con queste proprietà diventa enormemente più facile e pratico. Si apre la strada alla creazione di fasci laser con caratteristiche di rotazione che prima erano accessibili solo attraverso percorsi tecnologici tortuosi e costosi.

Quando si parla di luce che ruota, si entra nel territorio del cosiddetto momento angolare orbitale, una proprietà che ha applicazioni potenziali enormi: dalle telecomunicazioni ottiche di nuova generazione alla manipolazione di particelle microscopiche, fino alla microscopia avanzata. Il fatto che ora si possano ottenere questi tornado ottici con un setup relativamente semplice rende queste applicazioni molto più vicine alla realtà quotidiana della ricerca e, un domani, della tecnologia commerciale.

Un approccio che ribalta le aspettative

C’è qualcosa di poetico nel fatto che una delle scoperte più eleganti nel campo dell’ottica recente arrivi non da un aumento di complessità, ma da una sua riduzione. I cristalli liquidi li conosciamo tutti, anche se magari non ce ne rendiamo conto: sono la tecnologia dietro gli schermi dei nostri dispositivi. Scoprire che possono anche generare vortici di luce controllati, sfruttando strutture che si assemblano da sole, è il tipo di risultato che ricorda quanto la fisica sappia ancora sorprendere. I tornado ottici, insomma, non sono più un esperimento da fantascienza. Sono qui, e sono nati da qualcosa che avevamo già sotto gli occhi.

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Esistono materiali capaci di deformarsi quando vengono colpiti dalla luce e poi tornare esattamente come prima, in un istante. Non è fantascienza, ma quello che fanno i cristalli di perovskite, protagonisti di una ricerca pubblicata il 3 marzo 2026 sulla rivista Advanced Materials da un team della University of California, Davis. Una scoperta che potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui si progettano sensori, dispositivi ottici e tecnologie di nuova generazione.

Le perovskiti sono semiconduttori, ma si comportano in modo molto diverso rispetto ai materiali tradizionali come il silicio o l’arseniuro di gallio. Possono essere realizzate combinando componenti organici e inorganici, costano meno da produrre e, soprattutto, rispondono alla luce in un modo che nessun altro semiconduttore convenzionale riesce a replicare. Quando un fascio laser colpisce un cristallo di perovskite, la sua struttura atomica interna si deforma rapidamente. Appena la luce viene rimossa, tutto torna alla configurazione originale. Questo ciclo può ripetersi molte volte senza che il materiale si degradi.

Marina Leite, professoressa di ingegneria dei materiali alla UC Davis e autrice senior dello studio, ha definito questi cristalli come veri e propri “materiali intelligenti”, capaci di essere regolati per rispondere a uno stimolo in modo controllabile. E qui sta il punto davvero interessante: non si tratta di un semplice interruttore acceso/spento.

Una risposta regolabile, come un dimmer

Il fenomeno osservato si chiama fotostrizione e ha una caratteristica che lo rende particolarmente affascinante. La deformazione del cristallo non è fissa: può essere modulata. Cambiando il colore della luce o la sua intensità, cambia anche quanto il materiale si deforma. È una risposta scalabile, paragonabile al funzionamento di un regolatore di luminosità piuttosto che a un classico pulsante on/off.

Questo è possibile grazie alla struttura cristallina delle perovskiti, nota come ABX3. A livello atomico, si può immaginare come un atomo centrale circondato da un ottaedro formato da sei atomi, il tutto racchiuso in un cubo. Modificando la composizione chimica di questa struttura, si può controllare quali lunghezze d’onda il cristallo assorbe ed emette, una proprietà chiamata bandgap. Composizioni diverse reagiscono in modo diverso alla luce, specialmente a frequenze superiori al bandgap stesso.

Gli esperimenti sono stati condotti dalla dottoranda Mansha Dubey, che ha diretto fasci laser sui cristalli di perovskite monitorando i cambiamenti strutturali tramite misurazioni a raggi X. I cristalli utilizzati sono stati prodotti dai collaboratori Bekir Turedi, Andrii Kanak e dal professor Maksym Kovalenko dell’ETH di Zurigo.

Verso dispositivi controllati dalla luce

La possibilità di controllare con precisione la deformazione di un materiale usando semplicemente la luce apre scenari concreti. I cristalli di perovskite potrebbero trovare impiego in sensori e attuatori attivati otticamente anziché elettricamente, eliminando la necessità di cablaggi complessi o alimentazione tradizionale. È il tipo di innovazione che potrebbe alimentare una nuova generazione di dispositivi fotonici intelligenti.

La ricerca è stata sostenuta dal programma della DARPA dedicato allo sviluppo di materiali per dispositivi fotonici commutabili e dalla National Science Foundation. Il team ha anche utilizzato il laboratorio AMCaT della UC Davis, creato proprio con fondi NSF. Quello che emerge da questo lavoro è che le perovskiti non sono soltanto un’alternativa economica al silicio per i pannelli solari. Sono qualcosa di molto più versatile, e questa scoperta sulla fotostrizione lo dimostra in modo piuttosto eloquente.

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Un enigma lungo decenni nel campo della superconduttività ha appena preso una piega che nessuno si aspettava. Il rutenato di stronzio, un materiale capace di condurre elettricità senza alcuna resistenza a temperature bassissime, era considerato da tempo uno dei candidati più affascinanti per ospitare uno stato superconduttivo esotico e complesso. Qualcosa che i fisici inseguono da anni, perché capirlo significherebbe riscrivere parecchie pagine dei manuali di fisica della materia condensata. Eppure, un gruppo di ricercatori ha deciso di mettere alla prova quelle convinzioni con un approccio diverso dal solito, e il risultato ha spiazzato un po’ tutti.

Cristalli sottilissimi, torti e deformati: l’esperimento che cambia le carte in tavola

L’idea alla base dell’esperimento è tanto elegante quanto concreta. I ricercatori hanno preso cristalli ultrasottili di rutenato di stronzio e li hanno sottoposti a torsione e deformazione meccanica controllata. In pratica, li hanno stressati fisicamente per vedere come reagiva lo stato superconduttivo del materiale. Se davvero il rutenato di stronzio possedesse uno stato superconduttivo complesso, con una struttura interna fragile e articolata, ci si aspetterebbe una risposta evidente a queste sollecitazioni. Un cambiamento netto, una rottura della simmetria, qualcosa di misurabile.

E invece? Il materiale non ha praticamente reagito. Una risposta quasi nulla, là dove ci si attendeva un segnale forte. Questo fatto mette in discussione anni di ipotesi e interpretazioni che davano per scontata la natura esotica della superconduttività del rutenato di stronzio. Non è un dettaglio da poco, perché la comunità scientifica aveva costruito un’intera narrazione teorica attorno a quell’idea.

Più semplice o più strano di quanto si pensasse?

La cosa davvero interessante è che questo risultato apre due strade opposte, ed entrambe sono affascinanti. Da un lato, potrebbe significare che il comportamento superconduttivo del rutenato di stronzio è molto più semplice di quanto ipotizzato per decenni. Niente stato esotico, niente complessità nascosta. Dall’altro lato, e qui la faccenda si fa ancora più intrigante, potrebbe indicare che la fisica in gioco è talmente insolita da sfuggire anche ai modelli più sofisticati attualmente disponibili. In pratica: o la risposta è banale, oppure è così profonda che ancora non si hanno gli strumenti concettuali giusti per afferrarla.

Quello che emerge con chiarezza è che la fisica dei materiali superconduttori riserva ancora sorprese enormi. Il rutenato di stronzio resta un materiale centrale per la ricerca, ma adesso le domande da porsi sono cambiate radicalmente. E nel mondo della scienza, quando un esperimento ben fatto costringe a ripensare le domande stesse, vuol dire che si sta facendo un passo avanti vero.

Questa scoperta ricorda quanto sia importante non dare mai nulla per acquisito, soprattutto quando si parla di superconduttori. Materiali che, per loro natura, continuano a sfidare le aspettative e a mantenere viva quella sana tensione tra ciò che si crede di sapere e ciò che la realtà, testardamente, continua a rivelare.

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La tettonica delle placche potrebbe essere iniziata molto prima di quanto si pensasse finora. Un gruppo di ricercatori ha analizzato dei cristalli magnetici antichissimi, trovando prove che spostano indietro di ben 140 milioni di anni l’inizio di questo processo geologico fondamentale. Una scoperta che cambia parecchio le carte in tavola, perché la tettonica delle placche non è solo un meccanismo che muove i continenti: è probabilmente il motivo per cui la Terra è diventata abitabile.

Parliamoci chiaro. Senza il movimento delle placche tettoniche, il nostro pianeta sarebbe un posto molto diverso. Niente riciclo del carbonio, niente regolazione del clima su scale geologiche, niente di quel delicato equilibrio che ha permesso alla vita di svilupparsi e prosperare. Ecco perché capire quando tutto questo è cominciato non è una questione da poco. E i cristalli magnetici appena studiati sembrano dare una risposta sorprendente.

Cosa raccontano i cristalli magnetici

Il principio è affascinante nella sua semplicità. Quando certi minerali si formano, intrappolano al loro interno una sorta di “fotografia” del campo magnetico terrestre di quel momento. Analizzando l’orientamento magnetico di questi cristalli antichissimi, i ricercatori riescono a ricostruire i movimenti delle masse continentali nel passato remoto. È un po’ come leggere un diario scritto dalle rocce stesse, miliardi di anni fa.

Le prove raccolte rappresentano la più antica evidenza mai trovata di tettonica delle placche attiva sulla Terra. Fino a oggi, la comunità scientifica collocava l’inizio di questo fenomeno in un’epoca già molto lontana, ma i nuovi dati lo anticipano di circa 140 milioni di anni. Non è un aggiustamento marginale. È uno spostamento significativo che costringe a ripensare le fasi iniziali della storia geologica del pianeta.

Perché questa scoperta conta davvero

Il punto centrale è questo: se la tettonica delle placche era già operativa così presto nella storia della Terra, allora le condizioni per l’abitabilità del pianeta si sono create molto prima di quanto ipotizzato. Il movimento delle placche tettoniche genera vulcanismo, crea nuova crosta oceanica, alimenta il ciclo del carbonio e contribuisce a mantenere un’atmosfera stabile. Tutti ingredienti essenziali per la vita.

Questa scoperta ha implicazioni anche per chi studia altri pianeti. Se si riesce a capire meglio quali condizioni innescano la tettonica delle placche, diventa più facile valutare la potenziale abitabilità di mondi extrasolari. Un pianeta roccioso con tettonica attiva ha molte più probabilità di ospitare condizioni favorevoli alla vita rispetto a uno geologicamente “morto”.

I cristalli magnetici, insomma, hanno raccontato qualcosa che nessuno si aspettava di sentire. E ora tocca ai geologi riscrivere un pezzo importante della storia del nostro pianeta.

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Dentro ogni cellula del parassita della malaria si nasconde qualcosa che nessuno riusciva a spiegare. Piccoli cristalli di ferro che ruotano senza sosta, rimbalzano, si scontrano tra loro come impazziti. E quando il parassita muore, tutto si ferma di colpo. Per decenni, questo comportamento è rimasto un mistero. Ora un gruppo di ricercatori della University of Utah Health ha finalmente capito cosa alimenta quel movimento frenetico: una reazione chimica praticamente identica a quella usata per lanciare i razzi nello spazio.

La scoperta, pubblicata sulla rivista PNAS, riguarda il Plasmodium falciparum, il più letale tra i parassiti responsabili della malaria. All’interno di ogni sua cellula c’è un minuscolo compartimento pieno di cristalli microscopici composti da eme, un composto contenente ferro. Questi cristalli non stanno mai fermi. Si muovono così velocemente che gli strumenti scientifici tradizionali faticavano persino a tracciarli. Come ha spiegato Paul Sigala, professore associato di biochimica, nessuno ne parlava proprio perché nessuno capiva cosa stesse succedendo. Un vero e proprio punto cieco della parassitologia.

Una chimica da razzi spaziali in un organismo microscopico

Il team di Sigala ha scoperto che il motore di tutto è la decomposizione del perossido di idrogeno, più comunemente noto come acqua ossigenata. Questa sostanza si scompone in acqua e ossigeno, rilasciando energia sufficiente a tenere i cristalli in movimento costante. È lo stesso principio sfruttato nell’ingegneria aerospaziale per alimentare i propulsori dei razzi, ma fino a oggi non era mai stato osservato all’interno di un sistema biologico.

La cosa affascinante è che il parassita della malaria produce naturalmente perossido di idrogeno come sottoprodotto del suo metabolismo. Gli esperimenti hanno confermato che basta questa sostanza, da sola, per far ruotare i cristalli anche al di fuori del parassita. Quando invece i parassiti venivano coltivati in condizioni di basso ossigeno, riducendo la produzione di perossido, la velocità dei cristalli calava circa della metà. Eppure i parassiti restavano vivi e apparentemente sani.

Perché questa scoperta potrebbe portare a nuovi farmaci

Secondo i ricercatori, tutto questo movimento non è casuale. Potrebbe avere una funzione di sopravvivenza fondamentale. Il perossido di idrogeno è tossico: scomporlo rapidamente protegge il parassita dai danni chimici. Inoltre, il movimento continuo impedisce ai cristalli di aggregarsi tra loro, mantenendo così la superficie disponibile per processare altro eme in modo efficiente. Un meccanismo elegante, se ci si pensa.

Ma la parte davvero interessante riguarda le possibili applicazioni. Questi cristalli rappresentano il primo esempio conosciuto di nanoparticella metallica autopropulsa in biologia. Questo apre prospettive sia nel campo della robotica microscopica, dove sistemi simili potrebbero essere usati per la somministrazione mirata di farmaci, sia nello sviluppo di nuovi trattamenti antimalarici.

Il ragionamento è piuttosto diretto: se si riesce a bloccare la reazione chimica sulla superficie dei cristalli, il parassita della malaria potrebbe non sopravvivere. E siccome questo meccanismo è completamente diverso da qualsiasi cosa presente nelle cellule umane, un farmaco progettato per colpirlo avrebbe probabilità molto basse di causare effetti collaterali gravi. Come ha sottolineato Erica Hastings, ricercatrice post dottorato nel team, definire con precisione in cosa il parassita differisce dal corpo umano significa aprire strade terapeutiche del tutto nuove.

La ricerca è stata finanziata dai National Institutes of Health e da altri centri universitari, e segna un passo che potrebbe ridisegnare sia la lotta alla malaria sia il futuro delle nanotecnologie biologiche.

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Controllare la formazione dei cristalli usando la luce non è più fantascienza. Un gruppo di ricercatori della New York University ha trovato il modo di trasformare l’illuminazione in una sorta di interruttore capace di far nascere, sciogliere e persino rimodellare strutture cristalline in tempo reale. Il tutto con una semplicità disarmante, che potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui pensiamo ai materiali programmabili.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Chem (edita da Cell Press), parte da un’intuizione tanto elegante quanto efficace. I ricercatori hanno aggiunto a un liquido contenente particelle colloidali, cioè minuscole sfere sospese, delle molecole sensibili alla luce chiamate fotoacidi. Quando vengono colpiti dalla luce, questi fotoacidi diventano temporaneamente più acidi. Questo cambiamento modifica la carica elettrica sulla superficie delle particelle, determinando se queste si attraggono e si aggregano oppure si respingono e si separano. In pratica, basta alzare o abbassare l’intensità luminosa per decidere cosa succede a livello microscopico.

«Abbiamo usato la luce come un telecomando per programmare il modo in cui la materia si organizza alla microscala», ha spiegato Stefano Sacanna, professore di chimica alla NYU e autore dello studio. Una frase che rende bene l’idea di quanto sia diretto e potente questo approccio.

Cristalli che crescono, si sciolgono e si rimodellano a comando

La parte davvero sorprendente è la precisione con cui il team riesce a governare il comportamento dei cristalli. Attraverso una combinazione di esperimenti e simulazioni al computer, i ricercatori hanno dimostrato che regolando luminosità, durata e schema dell’illuminazione è possibile avviare la crescita cristallina, dissolverla quando si vuole, decidere esattamente dove avviene la cristallizzazione e perfino “scolpire” le strutture ottenute per renderle più grandi e uniformi.

Steven van Kesteren, ricercatore dell’ETH di Zurigo che ha condotto parte del lavoro nel laboratorio di Sacanna alla NYU, ha descritto la cosa in termini molto pratici: «Bastava alzare o abbassare un po’ la luce per fare la differenza tra una particella completamente attaccata e una completamente libera. Potevamo sparare luce su ammassi di particelle e vederli sciogliersi sotto il microscopio, oppure illuminarli in modo che aggregati casuali si ordinassero in cristalli. Rimuovere singoli cristalli era facilissimo, bastava staccare le particelle in quel punto preciso».

Un dettaglio non banale riguarda la praticità del metodo. A differenza di altri approcci, qui non serve riprogettare le particelle né aggiustare continuamente le concentrazioni di sale in prove separate. Tutto avviene in un unico contenitore: si cambia la luce e il sistema risponde. È quello che i ricercatori chiamano un esperimento “a vaso unico”, con un’assemblaggio reversibile che può essere ripetuto senza limiti evidenti.

Verso materiali la cui struttura si riscrive con la luce

Le implicazioni pratiche sono notevoli. I cristalli non sono oggetti esotici: li troviamo ovunque, dai fiocchi di neve ai diamanti, fino al silicio dentro ogni dispositivo elettronico. Il problema, storicamente, è sempre stato lo stesso: i cristalli si formano dove e quando vogliono, e una volta impostate le condizioni c’è poco margine per intervenire. Questa ricerca cambia le regole del gioco.

Il passo successivo punta dritto verso i materiali fotonici programmabili. Materiali il cui colore o la cui risposta ottica potrebbero essere scritti, cancellati e riscritti a piacere. Si parla di rivestimenti ottici riconfigurabili, sensori adattivi, tecnologie di nuova generazione per display e archiviazione dati, dove funzioni e schemi vengono definiti dinamicamente dalla luce anziché fissati durante la fabbricazione.

«Questo sistema ci avvicina a materiali colloidali dinamici e programmabili, riconfigurabili su richiesta», ha commentato Glen Hocky, professore associato di chimica alla NYU. «E ci permette anche di testare una serie di previsioni teoriche su come l’auto assemblaggio dovrebbe comportarsi quando le interazioni tra particelle cambiano nello spazio o nel tempo».

Quello che colpisce di più, alla fine, è la semplicità del concetto: prendere qualcosa di fondamentale come la luce e trasformarla nello strumento più sofisticato per controllare la materia. Non è poco, per un esperimento che si svolge tutto dentro un singolo contenitore.

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