La superconduttività è da decenni una delle promesse più affascinanti della fisica applicata. Condurre elettricità senza alcuna perdita di energia sembra quasi fantascienza, eppure un gruppo di ricercatori svedesi della Chalmers University of Technology ha appena fatto un passo avanti che potrebbe avvicinare questa tecnologia alla vita reale. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications nel giugno 2026, descrive un approccio sorprendentemente elegante: invece di cercare nuovi materiali o modificare la composizione chimica dei superconduttori esistenti, il team ha riprogettato la superficie su cui questi materiali vengono fatti crescere. E i risultati sono stati notevoli.

Il problema con i superconduttori è sempre stato duplice. Da una parte, funzionano solo a temperature estremamente basse, spesso intorno ai meno 200 gradi Celsius. Dall’altra, i campi magnetici intensi tendono a distruggere lo stato superconduttivo. Due ostacoli enormi, soprattutto se si pensa che molte tecnologie avanzate, dai dispositivi quantistici alle reti energetiche, generano o dipendono proprio da campi magnetici. Intanto, i data center e le reti di comunicazione digitale consumano già tra il 6 e il 12 percento dell’elettricità globale. Trovare un modo per rendere l’elettronica drasticamente più efficiente non è un lusso, è una necessità.

Il trucco sta nella superficie, non nel materiale

Quello che rende questo studio così interessante è l’idea di fondo. Il team guidato dalla professoressa Floriana Lombardi, esperta di fisica dei dispositivi quantistici, ha lavorato con un materiale della famiglia dei cuprati, ossidi di rame già noti per mostrare superconduttività a temperature relativamente alte. Lo strato superconduttore utilizzato era sottilissimo, pochi nanometri appena, meno di un milionesimo dello spessore di un capello umano. Materiali così sottili devono crescere su una base di supporto, chiamata substrato, che funziona come una sorta di stampo durante la fabbricazione.

Ed è proprio qui che arriva la trovata. Prima di depositare il film superconduttore, i ricercatori hanno trattato il substrato in vuoto ad alta temperatura. Questo processo ha creato un pattern ordinato di minuscole creste e valli sulla superficie. Quelle caratteristiche microscopiche hanno alterato l’ambiente elettronico nel punto di contatto tra substrato e strato superconduttore, creando condizioni favorevoli a una superconduttività più robusta. Come ha spiegato Eric Wahlberg, ricercatore presso RISE Research Institutes of Sweden, gli atomi nel substrato funzionano da guida per gli atomi del materiale superconduttore, orientandone la disposizione e preservando le proprietà anche a temperature più alte e sotto campi magnetici intensi.

Un nuovo principio progettuale che guarda al futuro

La superconduttività ottenuta con questa tecnica ha resistito sia a temperature superiori rispetto ai precedenti esperimenti, sia all’applicazione di campi magnetici forti. Un risultato doppio che, nel campo della ricerca sui superconduttori, non è affatto scontato. Lombardi lo ha descritto con una certa soddisfazione: gli elettroni nella regione interfacciale hanno iniziato a mostrare una direzione preferenziale, comportandosi in modo tale da stabilizzare e rafforzare lo stato superconduttivo.

La cosa davvero promettente è il principio generale che emerge dallo studio. Non serve necessariamente inventare materiali completamente nuovi. Basta ripensare le superfici su cui questi materiali vengono costruiti. È un cambio di prospettiva che potrebbe aprire strade verso superconduttori capaci di operare a temperature molto più alte, magari avvicinandosi un giorno a quella ambiente. Le applicazioni potenziali spaziano dall’elettronica ad alta efficienza energetica ai componenti quantistici avanzati, passando per tutte quelle tecnologie che devono funzionare in ambienti magnetici complessi. Piccoli cambiamenti su scala nanometrica, effetti enormi. Questa è forse la lezione più importante che la superconduttività sta imparando a dare.

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Come fanno due stelle appena nate a trovarsi, avvicinarsi e restare legate gravitazionalmente in tempi così brevi? La risposta potrebbe nascondersi nei campi magnetici che avvolgono le regioni dove si formano le stelle. Nuove simulazioni al supercomputer hanno rivelato un meccanismo affascinante: questi campi agiscono come una sorta di freno cosmico, sottraendo momento angolare e permettendo a due protostelle di spiralare l’una verso l’altra invece di allontanarsi. Un risultato che ribalta parecchie assunzioni precedenti sulla formazione dei sistemi stellari binari.

Le stelle, va ricordato, nascono dentro enormi nubi di gas e polvere. Quando parti di queste nubi collassano sotto la propria gravità, si creano regioni dense chiamate nuclei molecolari. Ed è qui che tutto comincia. Spesso le stelle non si formano da sole ma in gruppo, e in molti casi due di queste protostelle finiscono per legarsi gravitazionalmente, dando vita a un sistema binario. Le osservazioni astronomiche mostrano che questo legame si stabilisce molto presto, quando le stelle non sono nemmeno completamente formate. Il problema è che nessuno riusciva a spiegare come potesse accadere così in fretta.

Le simulazioni col supercomputer ATERUI III

Per venirne a capo, un team di ricercatori ha condotto simulazioni avanzate utilizzando diversi supercomputer, tra cui il sistema ATERUI III dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone e il suo predecessore, ATERUI II. I risultati sono stati piuttosto eloquenti. I campi magnetici che attraversano il gas circostante riescono effettivamente ad avvicinare le protostelle tra loro. L’interazione tra campo magnetico e gas rimuove momento angolare dalla coppia, consentendo ai due oggetti di spiralare verso l’interno e formare un sistema binario entro tempistiche realistiche.

Il dettaglio più interessante? Quando i ricercatori hanno eseguito una simulazione escludendo completamente i campi magnetici, le protostelle si sono allontanate invece di avvicinarsi. Una prova abbastanza netta del ruolo fondamentale che questa forza invisibile gioca nel processo.

Possibili implicazioni per la fusione dei buchi neri

Ma la cosa non finisce qui. Lo stesso meccanismo potrebbe funzionare anche su scala molto più grande. I buchi neri binari massicci, quelli che si trovano nei centri ricchi di gas delle galassie appena formate, potrebbero perdere momento angolare attraverso interazioni simili che coinvolgono i campi magnetici. Questo spiegherebbe come coppie di buchi neri giganti riescano ad avvicinarsi abbastanza da fondersi, un passaggio considerato cruciale nella formazione dei buchi neri supermassicci dopo la collisione tra galassie.

Simulare direttamente l’evoluzione a lungo termine di questi sistemi estremi resta una sfida computazionale enorme, per via delle scale temporali coinvolte. Serviranno ulteriori studi per capire fino in fondo quanto i campi magnetici influenzino il comportamento e la fusione di questi oggetti cosmici. Ma il passo avanti è significativo: quella che sembrava una questione irrisolvibile ora ha almeno un candidato forte come risposta. E arriva, ancora una volta, da qualcosa che non si vede ma che governa il cosmo più di quanto si pensi.

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I segnali radio cosmici ripetitivi sono tra i fenomeni più enigmatici dell’astronomia moderna, e per anni hanno fatto impazzire la comunità scientifica. Adesso, grazie a una scoperta pubblicata su Nature Astronomy, un team internazionale guidato dall’Università di Sydney sembra aver trovato la risposta. Il colpevole? Un sistema stellare binario in cui una nana bianca sta letteralmente divorando la sua compagna, una nana rossa, generando potenti emissioni radio e raggi X con una regolarità impressionante: ogni 1,4 ore.

La scoperta è stata possibile grazie al radiotelescopio ASKAP del CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana. Il sistema, catalogato come ASKAP J1745−5051, è composto da due stelle che orbitano l’una attorno all’altra in poco più di un’ora. La nana bianca, un residuo stellare densissimo grande più o meno quanto la Terra ma con una massa paragonabile a quella del Sole, risucchia gas dalla compagna. Quel materiale si surriscalda, emette raggi X, e nel frattempo l’interazione tra i campi magnetici delle due stelle produce raffiche radio concentrate e periodiche. Una specie di orologio cosmico, insomma.

Perché questa scoperta cambia le carte in tavola

Quando i transienti radio a lungo periodo furono scoperti per la prima volta, molti astronomi pensarono che potessero essere stelle di neutroni a rotazione lentissima, una sorta di pulsar anomale. Il problema è che, secondo i modelli teorici, stelle di neutroni così lente non dovrebbero essere in grado di produrre segnali del genere. Era un vicolo cieco.

La nuova ricerca sposta completamente il punto di vista. Almeno alcuni di questi segnali radio ripetitivi sembrano provenire da sistemi binari con nane bianche in fase di accrescimento. Kovi Rose, dottorando all’Università di Sydney e autore principale dello studio, ha spiegato che per la prima volta è stato possibile collegare uno di questi enigmatici segnali a una “variabile cataclismica”, ovvero una nana bianca che accumula materia dalla stella vicina.

Un dettaglio affascinante: le emissioni radio e quelle in raggi X non raggiungono il picco nello stesso momento. Questo significa che vengono prodotte in regioni diverse del sistema. Le onde radio, in particolare, sembrano originarsi nella zona dove i campi magnetici delle due stelle si scontrano e interagiscono con il flusso di materia carica diretto verso la nana bianca. Il risultato sono raffiche di radiazione estremamente focalizzate che si propagano nello spazio.

Una Stele di Rosetta tra le stelle

Il team di ricerca considera ASKAP J1745−5051 una sorta di Stele di Rosetta cosmica, un oggetto di riferimento che potrebbe aiutare a decifrare altri transienti radio misteriosi sparsi per la Via Lattea. Ad oggi ne sono stati individuati circa una dozzina, e le loro origini restavano poco chiare. Questo sistema è solo il secondo transiente radio a lungo periodo che produce anche raggi X regolari, ma è il primo in cui gli scienziati hanno confermato con certezza la causa del comportamento periodico.

Le implicazioni vanno oltre la semplice classificazione di segnali. Sistemi come questo funzionano come laboratori naturali, dove è possibile studiare il comportamento della materia in campi magnetici intensi e sotto forze gravitazionali estreme, condizioni impossibili da replicare sulla Terra.

Il gruppo di ricerca ha già in programma osservazioni future combinando dati radio, ottici e in raggi X. Ogni nuova scoperta aggiunge un tassello a un puzzle che sta lentamente prendendo forma, e che potrebbe riscrivere parte di quello che si credeva di sapere su questa classe di eventi cosmici. I segnali radio cosmici ripetitivi, a quanto pare, avevano solo bisogno della chiave giusta per essere compresi.

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Le simulazioni al supercomputer più avanzate mai realizzate potrebbero aver finalmente risolto uno dei grandi enigmi dell’astrofisica: come nascono i campi magnetici cosmici su larga scala a partire dal caos turbolento dello spazio. Un team guidato da scienziati della University of Wisconsin-Madison ha pubblicato su Nature i risultati di un lavoro computazionale colossale, capace di riscrivere parecchie pagine di quello che sappiamo su stelle, buchi neri e tempeste solari.

Il punto di partenza è semplice da capire, anche se la soluzione non lo è affatto. I campi magnetici sono ovunque nell’universo: nei pianeti, nelle stelle, nelle galassie intere. Influenzano le tempeste solari, il movimento delle particelle ad alta energia, persino la formazione delle galassie. Il problema è che, su piccola scala, questi campi sono disordinati e turbolenti, mentre su grande scala appaiono sorprendentemente organizzati. Per decenni nessuno è riuscito a spiegare come il disordine cosmico potesse generare strutture così ordinate. Le simulazioni al supercomputer condotte dal team hanno utilizzato 137 miliardi di punti griglia nello spazio tridimensionale, producendo 0,25 petabyte di dati e consumando quasi 100 milioni di ore di calcolo sul supercomputer Anvil della Purdue University. Circa 90 simulazioni in totale, un’impresa computazionale senza precedenti.

Il ruolo dei gradienti di velocità nella formazione dei campi magnetici

La chiave della scoperta sta in un concetto che, nella vita quotidiana, si può immaginare così: un ciclista che sbatte contro un marciapiede subisce un brusco gradiente di velocità, perché la bici si ferma ma il corpo continua a muoversi in avanti. Effetti simili si verificano all’interno del Sole, durante le fusioni di stelle di neutroni e in molti altri contesti cosmici. Il team ha inserito nelle simulazioni un gradiente di velocità costantemente rinnovato, e il risultato è stato sorprendente: dal caos iniziale emergevano col tempo strutture magnetiche ampie e ordinate. Quando lo stesso esperimento veniva ripetuto senza mantenere quel gradiente, le strutture organizzate semplicemente non comparivano. Il sistema restava caotico. Come ha sottolineato Bindesh Tripathi, primo autore dello studio e attualmente ricercatore alla Columbia University, la turbolenza è nota per essere un agente distruttivo, eppure in presenza di quel gradiente riesce a costruire qualcosa di ordinato.

Implicazioni per buchi neri, stelle di neutroni e meteo spaziale

Per quasi 70 anni gli scienziati hanno studiato le cosiddette dinamo magnetiche, cioè i processi che generano campi magnetici, ottenendo quasi sempre risultati frustranti: i campi generati restavano piccoli e disordinati, in netto contrasto con le osservazioni astronomiche reali. Paul Terry, professore di fisica alla UW-Madison e coautore senior dello studio, ha definito questo lavoro come una potenziale risoluzione di un problema annoso. E anche se la teoria non può essere testata direttamente in ambienti cosmici lontani, esperimenti di laboratorio condotti nel 2012 al Wisconsin Plasma Physics Laboratory sembrano supportare i nuovi risultati. All’epoca si osservarono comportamenti dei campi magnetici che nessun modello riusciva a spiegare. Il modello sviluppato da Tripathi e colleghi si allinea molto meglio con quei dati sperimentali. Le ricadute pratiche delle simulazioni al supercomputer sono potenzialmente enormi: dalla comprensione della dinamica magnetica nelle fusioni di stelle di neutroni e nella formazione dei buchi neri, fino alla capacità di prevedere le espulsioni di gas dal Sole verso la Terra, un tema che riguarda direttamente la sicurezza delle infrastrutture tecnologiche terrestri. La ricerca, finanziata dalla National Science Foundation e dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, segna un passo avanti che potrebbe cambiare il modo in cui guardiamo il magnetismo cosmico. E tutto è partito, in fondo, da una simulazione e dalla curiosità di capire come il caos possa generare ordine.

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Uno stato della materia del tutto insolito, a metà strada tra il solido e il fluido, potrebbe esistere nelle profondità di pianeti come Urano e Nettuno. Non è fantascienza, ma il risultato di simulazioni avanzate che stanno facendo discutere parecchio la comunità scientifica. E la cosa affascinante è che questo fenomeno potrebbe finalmente dare qualche risposta a domande che restano aperte da decenni sui campi magnetici di questi mondi ghiacciati.

Il punto di partenza è relativamente semplice da capire, anche se le implicazioni sono enormi. A pressioni schiaccianti e temperature infernali, come quelle che si trovano negli strati più profondi di Urano e Nettuno, gli atomi di carbonio e idrogeno smettono di comportarsi come ci si aspetterebbe. Invece di formare strutture ordinate o di fondersi completamente, danno vita a una fase ibrida. Il carbonio resta ancorato in una sorta di impalcatura rigida, cristallina, mentre gli atomi di idrogeno si muovono liberamente al suo interno, quasi come un liquido che scorre attraverso una griglia fissa. È un comportamento che i ricercatori definiscono “superionico”, ed è qualcosa che sfida le categorie tradizionali della fisica della materia.

Perché questa scoperta cambia le carte in tavola

La faccenda non è puramente accademica. Se questo stato della materia esiste davvero all’interno di Urano e Nettuno, allora il modo in cui calore ed elettricità si propagano dentro questi pianeti sarebbe radicalmente diverso da quanto ipotizzato finora. E qui entra in gioco il mistero più grande: entrambi i pianeti presentano campi magnetici stranissimi, inclinati, asimmetrici, difficili da spiegare con i modelli attuali. Una struttura superionica negli strati interni potrebbe generare correnti elettriche anomale, capaci di produrre esattamente quel tipo di campo magnetico irregolare che gli strumenti hanno rilevato.

Le simulazioni che hanno portato a questa ipotesi sono estremamente sofisticate, basate su modelli quantistici che riproducono le condizioni estreme presenti nelle viscere di questi giganti ghiacciati. Nessuno ha ancora potuto replicare queste pressioni in laboratorio in modo completo, ma i risultati computazionali sono coerenti e robusti abbastanza da essere presi molto sul serio.

Cosa significa per il futuro dell’esplorazione planetaria

Questa ricerca arriva in un momento in cui l’interesse verso Urano e Nettuno sta crescendo in modo significativo. Diverse agenzie spaziali stanno valutando missioni dedicate verso questi pianeti esterni del sistema solare, e comprendere cosa succede nel loro interno è fondamentale per progettare strumenti scientifici adeguati. Se lo stato della materia superionico venisse confermato, cambierebbe anche la comprensione della struttura interna di molti esopianeti simili sparsi nella galassia, dato che i pianeti di tipo “nettuniano” sono tra i più comuni nell’universo conosciuto.

Quello che emerge da questi studi è un quadro della natura molto più strano e sorprendente di quanto i libri di testo lascino immaginare. La materia, sotto le giuste condizioni, può fare cose che sembrano quasi impossibili. E forse, proprio nelle profondità silenziose di Urano e Nettuno, la fisica sta ancora nascondendo qualcuna delle sue carte migliori.

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Dentro minuscoli dischi magnetici grandi poche centinaia di nanometri si nascondono stati di oscillazione mai osservati prima, capaci di collegare tra loro tecnologie che oggi parlano lingue completamente diverse. La scoperta arriva dai laboratori dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) in Germania, dove un gruppo di ricercatori ha identificato i cosiddetti stati di Floquet all’interno di vortici magnetici ultrasottili, e lo ha fatto con una quantità di energia ridicolmente bassa. Parliamo di microwatt, meno di quanto consuma uno smartphone in standby. I risultati, pubblicati sulla rivista Science il 27 marzo 2026, ribaltano alcune convinzioni consolidate nella fisica dei materiali magnetici e aprono scenari concreti per il futuro dell’elettronica, della spintronica e delle tecnologie quantistiche.

Ma facciamo un passo indietro. I vortici magnetici si formano in dischi ultrasottili realizzati con leghe come il nichel e ferro. All’interno di queste strutture, i momenti magnetici si dispongono a spirale, un po’ come tante bussole microscopiche che seguono un percorso circolare. Quando qualcosa li disturba, si genera un’onda che si propaga da un momento all’altro, creando una reazione a catena. Queste eccitazioni collettive si chiamano magnoni, e la cosa interessante è che possono trasportare informazione senza bisogno di spostare cariche elettriche. Una proprietà che li rende estremamente appetibili per chi lavora su tecnologie di calcolo di nuova generazione.

Un pettine di frequenze dove nessuno se lo aspettava

Il team guidato dal dottor Helmut Schultheiß stava lavorando su dischi magnetici sempre più piccoli, nell’ordine di poche centinaia di nanometri, con l’obiettivo di esplorare possibili applicazioni nel campo del computing neuromorfico, cioè quel tipo di elaborazione ispirata al funzionamento del cervello. Durante l’analisi dei dati, però, è saltato fuori qualcosa di strano. Invece del classico segnale di risonanza singolo, alcuni dischi producevano una serie di righe spettrali ravvicinate, un fenomeno noto come pettine di frequenze. All’inizio sembrava un artefatto, un’interferenza qualsiasi. Ma ripetendo l’esperimento il risultato tornava, identico. A quel punto era chiaro che si trattava di qualcosa di genuinamente nuovo.

La spiegazione affonda le radici nel lavoro del matematico francese Gaston Floquet, che nell’Ottocento dimostrò come sistemi sottoposti a forze periodiche possano sviluppare stati di oscillazione completamente inediti. Finora, per creare questi stati servivano impulsi laser potentissimi. Qui invece bastano i magnoni: quando vengono sufficientemente eccitati, trasferiscono parte della loro energia al nucleo del vortice, che inizia a muoversi lungo un percorso circolare microscopico. Quel movimento, per quanto minimo, altera ritmicamente lo stato magnetico del sistema e genera il pettine di frequenze osservato.

Poca energia, enormi possibilità

L’aspetto forse più sorprendente di tutta la faccenda è proprio il consumo energetico. Mentre i metodi precedenti richiedevano laser ad alta potenza, qui si parla di microwatt. Questo apre prospettive concrete: i pettini di frequenze generati dai vortici magnetici potrebbero funzionare come una sorta di adattatore universale, capace di sincronizzare segnali terahertz ultraveloci con l’elettronica convenzionale o persino con dispositivi quantistici. Schultheiß lo paragona a un adattatore USB che permette a dispositivi con connettori diversi di comunicare tra loro.

Il gruppo di ricerca dell’HZDR intende ora verificare se lo stesso meccanismo funzioni anche con altre strutture magnetiche. Se così fosse, la strada verso sistemi di calcolo ibridi, in cui magnoni, circuiti elettronici e componenti quantistici collaborano senza barriere, sarebbe decisamente più corta di quanto chiunque immaginasse fino a pochi mesi fa.

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