Gli altermagneti rappresentano una delle scoperte più affascinanti della fisica degli ultimi anni, e adesso un gruppo di ricercatori dell’Università di Buffalo ha proposto un metodo ingegnoso per identificarli: usare un minuscolo difetto magnetico dentro un diamante. Sembra quasi fantascienza, eppure questa tecnica di rilevamento quantistico potrebbe aprire le porte a una nuova generazione di elettronica ultraefficiente.

Per capire perché la cosa è così rilevante, serve un passo indietro. Per decenni la fisica ha riconosciuto sostanzialmente due grandi famiglie di magneti. Da una parte i ferromagneti, quelli che tutti conoscono: le calamite sul frigo, per intenderci. Dall’altra gli antiferromagneti, materiali le cui proprietà magnetiche si nascondono a livello atomico ma che promettono prestazioni velocissime nel trasporto di informazioni. Poi, nel 2019, un team dell’Università di Magonza ha osservato qualcosa che non tornava. Il biossido di rutenio si comportava come un antiferromagnete sulla carta, ma reagiva alla corrente elettrica come un ferromagnete. Da lì è nato il concetto di altermagnete, una terza categoria che potrebbe combinare il meglio di entrambi i mondi.

Come funziona il sensore a base di diamante

La tecnica proposta dal team guidato dal fisico Jamir Marino, descritta su Physical Review Letters, sfrutta un difetto microscopico presente nel diamante. Si tratta di una struttura formata da un atomo di azoto e un atomo di carbonio mancante. Questi difetti sono incredibilmente sensibili all’attività magnetica circostante. L’idea è relativamente semplice nel principio: si ruota lo spin magnetico del difetto in diverse direzioni e si misura quanto velocemente si rilassa. Se il rilassamento avviene più rapidamente in certe direzioni rispetto ad altre, quello schema potrebbe rivelare le firme tipiche degli altermagneti.

Un aspetto particolarmente interessante è che questa tecnica risulterebbe molto meno invasiva rispetto ai metodi tradizionali. Quando si studia un materiale magnetico, perturbarlo troppo con la misurazione stessa può falsare i risultati. Qui il rischio è minimo. Tra i coautori dello studio figurano anche Libor Šmejkal e Jairo Sinova, proprio i ricercatori che per primi hanno proposto il concetto di altermagnete. Sinova ha sottolineato come questa tecnica di rilevamento possa diventare uno strumento fondamentale per esplorare i materiali candidati, individuando pattern magnetici direzionali sottili senza disturbare significativamente il campione.

Perché gli altermagneti potrebbero cambiare l’elettronica

C’è un dato che fa riflettere: gli studi teorici suggeriscono che oltre 200 materiali potrebbero qualificarsi come altermagneti, più del doppio dei ferromagneti conosciuti. Se confermato, sarebbe un bacino enorme di risorse per l’elettronica del futuro. Questi materiali promettono di rendere il trasporto delle informazioni radicalmente più efficiente, consentendo dispositivi più piccoli e con consumi energetici drasticamente ridotti.

Va detto con onestà che per ora tutto questo esiste solo come proposta teorica. Il team ha sviluppato il sistema usando modelli sofisticati di dinamica quantistica, ma servono ancora validazioni sperimentali concrete. Nessuno può ancora garantire che il sensore a diamante funzioni come previsto nella pratica. Però il potenziale è enorme, e la comunità scientifica internazionale sta guardando con grande attenzione a questi sviluppi. Identificare in modo efficiente i materiali altermagneti resta un passaggio cruciale prima di poterli effettivamente utilizzare nella tecnologia quotidiana. E quel piccolo difetto dentro un diamante potrebbe essere proprio la chiave giusta per riuscirci.

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La rotazione dei pianeti extrasolari sta raccontando agli astronomi qualcosa di inaspettato su come nascono i mondi. Un team internazionale guidato dalla Northwestern University ha utilizzato il Keck Observatory alle Hawaii per misurare la velocità di rotazione di decine di pianeti giganti e nane brune in orbita attorno a stelle lontane. E quello che hanno trovato ribalta alcune convinzioni che sembravano piuttosto solide.

Lo studio, pubblicato su The Astronomical Journal nel giugno 2026, ha coinvolto 32 giganti gassosi e compagne nane brune in altri sistemi stellari, tra cui 6 pianeti più grandi di Giove e 25 nane brune. Per rendere l’analisi ancora più robusta, i ricercatori hanno integrato dati da studi precedenti, mettendo insieme un campione di 43 compagne stellari e substellari, più 54 nane brune e oggetti di massa planetaria vaganti nello spazio. Un dataset enorme, insomma.

Il punto chiave? Quando si tengono in considerazione massa, dimensioni ed età, i pianeti giganti gassosi tendono a ruotare più velocemente delle nane brune, che pure sono molto più massicce. Sembra controintuitivo, eppure i numeri parlano chiaro.

Il caso del sistema HR 8799 e il ruolo dei campi magnetici

L’esempio più lampante arriva dal sistema HR 8799. Qui un pianeta gigante con circa 7 volte la massa di Giove ruota sei volte più velocemente di una compagna nana bruna che pesa all’incirca 24 volte quanto Giove. Come si spiega una cosa del genere?

Secondo i ricercatori, la risposta sta nei campi magnetici e nei processi di formazione. Un campo magnetico più intenso interagisce con il disco circumplanetario circostante, frenando la rotazione nel tempo. La nana bruna, essendo più massiccia, avrebbe generato un campo magnetico più potente, perdendo così gran parte del suo slancio rotazionale originario.

Dino Chih-Chun Hsu, primo autore dello studio e ricercatore al CIERA della Northwestern, ha spiegato bene il concetto: la rotazione è una sorta di fossile, un registro di come un pianeta si è formato. Misurando la velocità di rotazione dei pianeti, si possono ricostruire i processi fisici che li hanno plasmati decine o centinaia di milioni di anni fa. I risultati suggeriscono che sia la massa del pianeta sia il rapporto tra la massa del pianeta e quella della sua stella influenzano la velocità finale di rotazione.

Questo ha implicazioni che vanno ben oltre i sistemi lontani. Anche la rotazione e il campo magnetico della Terra sono collegati a come il “budget” di momento angolare è stato distribuito quando il nostro Sistema Solare si è formato.

Cosa ci aspetta: pianeti vaganti e nuovi strumenti

Il team non ha intenzione di fermarsi qui. I prossimi obiettivi includono lo studio della rotazione dei cosiddetti pianeti vaganti, quei mondi che fluttuano nello spazio senza essere legati a nessuna stella. Una categoria affascinante e ancora in larga parte misteriosa.

A dare una spinta decisiva sarà il nuovo strumento HISPEC (High resolution Infrared Spectrograph for Exoplanet Characterization), che il Keck Observatory dovrebbe mettere in funzione nel 2027. Jason Wang, professore alla Northwestern e coautore dello studio, ha sottolineato che HISPEC offrirà una sensibilità superiore, una risoluzione spettrale più alta e una copertura in lunghezza d’onda più ampia rispetto allo strumento attuale. Tradotto: sarà possibile studiare pianeti più piccoli e più distanti, inclusi mondi simili al nostro Giove, per capire se il gigante gassoso del Sistema Solare sia davvero la norma oppure un caso particolare.

La rotazione dei pianeti, insomma, si sta rivelando una finestra straordinaria su domande fondamentali. Con telescopi sempre più potenti e tecnologie di nuova generazione, gli astronomi potranno collegare rotazione, composizione chimica e storia della formazione attraverso interi sistemi planetari. Una prospettiva che, fino a pochi anni fa, sarebbe sembrata fantascienza.

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La navigazione dei piccioni è uno di quei misteri della biologia che tiene impegnati gli scienziati da decenni. Come fanno questi uccelli a percorrere centinaia di chilometri e tornare esattamente al punto di partenza? La risposta, a quanto pare, non sta nel cervello né negli occhi, ma in un organo che nessuno avrebbe mai sospettato: il fegato. Uno studio pubblicato sulla rivista Science alla fine di maggio 2026 ha rivelato che cellule immunitarie ricche di ferro, nascoste proprio nel fegato, funzionerebbero come minuscoli sensori magnetici capaci di percepire il campo magnetico terrestre.

Il gruppo di ricerca, guidato da scienziati del Max Planck Institute of Animal Behavior, dell’Università di Bonn e dell’Università di Duisburg Essen, ha scoperto che i macrofagi epatici, ovvero cellule del sistema immunitario che si occupano di smaltire i globuli rossi invecchiati, accumulano ferro sotto forma di nanoparticelle cristallizzate. Questo ferro conferisce alle cellule proprietà superparamagnetiche, rendendole reattive ai campi magnetici. Analizzando diversi organi tradizionalmente associati alla magnetoricezione, come occhi, becco e cervello, il fegato ha mostrato di gran lunga la risposta magnetica più forte.

Quando il sole sparisce, il fegato diventa la bussola

La parte davvero sorprendente dello studio riguarda gli esperimenti di navigazione. I ricercatori hanno rimosso i macrofagi epatici da alcuni piccioni addestrati a tornare al proprio aviario da distanze superiori ai venti chilometri. Nei giorni di sole, i piccioni senza macrofagi riuscivano comunque a orientarsi, probabilmente sfruttando la posizione del sole come riferimento. Ma nelle giornate nuvolose, quando il sole era nascosto, questi uccelli perdevano completamente la rotta.

Questo dettaglio è fondamentale: dimostra che i piccioni utilizzano più sistemi di orientamento in parallelo, e che il senso magnetico legato al fegato diventa cruciale proprio quando altri riferimenti visivi vengono meno. Come ha commentato il professor Martin Wikelski, direttore del Max Planck Institute of Animal Behavior, quello che sembra un “sesto senso” nella navigazione degli uccelli potrebbe avere in realtà una base fisica concreta.

Un ponte tra sistema immunitario e sistema nervoso

Ma come arriva l’informazione magnetica dal fegato al cervello? I ricercatori hanno utilizzato la microscopia elettronica e scoperto che i macrofagi carichi di ferro si trovano molto vicini a fibre nervose. Questa disposizione suggerisce l’esistenza di un percorso di trasmissione attraverso cui i segnali magnetici potrebbero viaggiare dal fegato al sistema nervoso centrale. È la prima evidenza concreta di come il campo magnetico terrestre possa essere percepito all’interno del corpo e poi trasmesso al cervello per guidare il movimento.

Le implicazioni vanno ben oltre i piccioni. Animali come gli squali sono noti per la loro capacità di navigare senza fare affidamento sulla luce, il che apre la possibilità che meccanismi simili esistano in altre specie. I ricercatori non escludono che perfino gli esseri umani possano rispondere ai campi magnetici in modi ancora non compresi del tutto. La navigazione dei piccioni, insomma, potrebbe aver svelato un collegamento inatteso tra immunità e percezione dell’ambiente che ridefinisce la comprensione stessa di come gli animali si orientano nel mondo.

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Come fanno gli animali a orientarsi seguendo il campo magnetico terrestre? È una domanda che divide la comunità scientifica da decenni, e una nuova ricerca sui piccioni potrebbe aver finalmente trovato una risposta concreta. Il meccanismo, a quanto pare, non sta nel cervello e nemmeno nel becco, come si era ipotizzato in passato. Sta nel fegato. Più precisamente, in alcune cellule immunitarie ricche di ferro che funzionerebbero come una vera e propria bussola biologica.

La navigazione magnetica è uno di quei fenomeni naturali che affascinano e frustrano i ricercatori in egual misura. Da anni si sa che moltissime specie, dagli uccelli migratori alle tartarughe marine, riescono a percepire il campo magnetico terrestre e a usarlo per spostarsi su distanze enormi con una precisione quasi inspiegabile. Quello che è sempre mancato, però, è una spiegazione chiara e verificabile del meccanismo fisico alla base di tutto. Le teorie sul tavolo sono sempre state tante, alcune più solide, altre decisamente più speculative.

Ferro nel fegato: la scoperta che cambia le carte in tavola

La nuova ricerca, condotta sui piccioni, ha individuato nel fegato dell’animale un gruppo particolare di cellule del sistema immunitario che contengono concentrazioni elevate di ferro. Queste cellule, chiamate macrofagi, non sono una novità in sé. La novità sta nel ruolo che sembrano svolgere: i depositi di ferro al loro interno reagirebbero alle variazioni del campo magnetico terrestre, fornendo all’organismo un segnale utile per l’orientamento.

È un’ipotesi che ribalta parecchie convinzioni consolidate. Per lungo tempo, molti studi avevano puntato il dito verso il becco dei piccioni o verso speciali molecole presenti nella retina, le cosiddette criptocromi, come sede della percezione magnetica. Entrambe le piste hanno prodotto risultati interessanti ma mai del tutto convincenti. L’idea che il sensore magnetico possa trovarsi in un organo come il fegato, tradizionalmente associato a funzioni metaboliche e non sensoriali, apre scenari del tutto nuovi.

Perché questa scoperta conta davvero

Capire come funziona la bussola biologica degli animali non è solo una questione accademica. Ha implicazioni pratiche che vanno dalla conservazione delle specie migratorie alla comprensione degli effetti che l’inquinamento elettromagnetico potrebbe avere sulla fauna selvatica. Se il meccanismo dipende davvero da cellule immunitarie cariche di ferro, allora qualsiasi fattore che alteri la composizione di queste cellule potrebbe interferire con la capacità di navigazione di intere popolazioni animali.

I piccioni, va detto, sono da sempre il modello preferito per questo tipo di studi. Facili da allevare, dotati di un senso dell’orientamento proverbiale e già protagonisti di decenni di esperimenti sulla magnetorecezione. Questa nuova evidenza non chiude il dibattito, sarebbe ingenuo pensarlo, ma offre una direzione di ricerca molto più concreta di quelle esplorate finora.

E poi c’è un aspetto quasi poetico in tutta la faccenda: l’idea che la bussola interna di un animale possa risiedere non nella testa, ma nelle viscere. Come a dire che certe cose, prima ancora di pensarle, si sentono nella pancia.

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Capire dove finisce l’energia sprecata all’interno di un motore elettrico è una di quelle sfide che sembrano semplici sulla carta, ma che nella pratica fanno impazzire gli ingegneri da decenni. Ora, grazie a un nuovo strumento basato sull’intelligenza artificiale, un gruppo di ricercatori giapponesi è riuscito a decifrare quei misteriosi schemi magnetici a forma di labirinto che si nascondono nei materiali dei motori, responsabili di una fetta significativa di energia dissipata sotto forma di calore. Lo studio, pubblicato sulla rivista Scientific Reports nel maggio 2026, arriva in un momento in cui la crescita esplosiva dei veicoli elettrici rende urgente ogni possibile miglioramento in termini di efficienza.

Il problema di fondo si chiama perdita per isteresi magnetica, un fenomeno che si verifica ogni volta che i campi magnetici all’interno del motore invertono la loro direzione. Questa inversione ripetuta genera calore nel nucleo del motore, costruito con materiali magnetici morbidi. E quando le temperature salgono, come accade regolarmente durante il funzionamento, i materiali tendono a smagnetizzarsi parzialmente, complicando ulteriormente il quadro. A governare tutto questo ci sono i cosiddetti domini magnetici, microscopiche regioni all’interno dei materiali la cui disposizione determina quanta energia viene effettivamente persa.

Domini a labirinto: il puzzle che nessuno riusciva a risolvere

Alcuni materiali magnetici morbidi presentano strutture incredibilmente complesse chiamate domini a labirinto, che prendono il nome dal loro aspetto tortuoso e intricato. Questi domini cambiano in modo brusco al variare della temperatura, influenzando direttamente le perdite energetiche. Il problema è che fino a oggi nessuno era riuscito a quantificare davvero cosa succede al loro interno, perché i fattori in gioco sono troppi e troppo interconnessi: struttura microscopica, effetti termici, stabilità energetica.

Il team guidato dal Professor Masato Kotsugi e dal Dottor Ken Masuzawa della Tokyo University of Science, in collaborazione con le Università di Tsukuba, Okayama e Kyoto, ha sviluppato un modello chiamato eX-GL (entropy-feature-eXtended Ginzburg-Landau). Questo approccio combina fisica e intelligenza artificiale per costruire una mappa energetica dettagliata dei domini a labirinto in un campione di granato di ferro e terre rare. Come ha spiegato lo stesso Kotsugi, le simulazioni convenzionali semplificano troppo la realtà, mentre gli esperimenti rivelano complessità senza offrire strumenti per quantificare causa ed effetto. Il loro framework di intelligenza artificiale spiegabile supera entrambi questi limiti.

Come funziona il modello e cosa ha scoperto

Il processo si articola in più fasi. Prima vengono acquisite immagini microscopiche dei domini magnetici a diverse temperature. Poi entra in gioco l’omologia persistente, un metodo matematico sofisticato che identifica caratteristiche topologiche nei dati. A seguire, tecniche di machine learning estraggono le informazioni più rilevanti, generando un paesaggio energetico digitale che traccia l’evoluzione delle microstrutture magnetiche. L’analisi matematica finale collega tutto questo al processo macroscopico di inversione della magnetizzazione.

Il risultato più significativo? I ricercatori hanno identificato quattro importanti barriere energetiche che influenzano in modo determinante la dinamica di inversione magnetica. Hanno anche scoperto che i domini a labirinto diventano progressivamente più complessi con l’aumentare della lunghezza delle pareti di dominio, un processo guidato dall’interazione tra entropia e forze di scambio.

Quello che rende davvero promettente questo lavoro è la sua potenziale applicabilità ad altri sistemi. Dato che l’energia libera è una metrica termodinamica universale, il modello eX-GL potrebbe essere esteso ben oltre i motori elettrici, aprendo la strada a una comprensione più profonda dei paesaggi energetici complessi in una vasta gamma di materiali fisici. Per chi progetta i motori del futuro, avere uno strumento del genere significa poter finalmente vedere quello che prima era invisibile.

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Un materiale magnetico che per anni ha fatto credere ai ricercatori di trovarsi davanti a un rarissimo quantum spin liquid si è rivelato qualcosa di completamente diverso. E, a dirla tutta, forse altrettanto affascinante. La storia ruota attorno al cerio magnesio esalluminato, un composto che mostrava tutti i segnali giusti: nessun ordine magnetico evidente, una distribuzione anomala degli stati energetici, insomma tutto quello che ci si aspetterebbe da uno stato quantistico esotico. Peccato che la realtà fosse più complicata di così.

Un gruppo di scienziati ha deciso di andare a fondo, letteralmente, utilizzando esperimenti con neutroni per sondare la struttura magnetica del materiale a un livello di dettaglio che le analisi precedenti non avevano raggiunto. Quello che hanno trovato ha ribaltato le interpretazioni accumulate negli anni. Il comportamento anomalo del cerio magnesio esalluminato non derivava da uno stato quantistico esotico, ma da un equilibrio delicatissimo tra due forze magnetiche opposte che si contrastano a vicenda. Un braccio di ferro microscopico, per capirci, dove nessuna delle due parti riesce a prevalere sull’altra.

Non un quantum spin liquid, ma qualcosa di altrettanto interessante

Quando si parla di quantum spin liquid, si fa riferimento a uno degli stati della materia più sfuggenti e ricercati nella fisica moderna. In questo stato, gli spin degli elettroni non si allineano mai in modo ordinato, nemmeno a temperature prossime allo zero assoluto. Per anni, il cerio magnesio esalluminato è stato considerato uno dei candidati più promettenti. I dati sembravano combaciare perfettamente. Ma la scienza funziona proprio così: quando qualcosa sembra troppo bello per essere vero, spesso lo è.

La scoperta che il comportamento del materiale magnetico dipenda in realtà da una competizione tra forze magnetiche contrapposte apre comunque scenari molto stimolanti. Questo tipo di frustrazione magnetica, come la chiamano gli addetti ai lavori, rappresenta un campo di studio enorme. Capire come e perché due interazioni opposte possano produrre effetti che mimano stati quantistici esotici potrebbe aiutare a identificare i veri quantum spin liquid con maggiore precisione in futuro.

Cosa cambia per la ricerca sui materiali quantistici

Questa vicenda è anche un ottimo promemoria su quanto sia importante non fermarsi alle apparenze, soprattutto nella fisica dei materiali quantistici. Le tecniche di indagine con neutroni si sono dimostrate decisive per smascherare un equivoco che durava da tempo. E il cerio magnesio esalluminato, pur non essendo il quantum spin liquid che molti speravano, resta un sistema fisico ricchissimo di informazioni. Il suo studio continuerà quasi certamente a produrre risultati utili, perché comprendere la frustrazione magnetica a livello fondamentale è una delle chiavi per progettare materiali con proprietà su misura. A volte, scoprire che qualcosa non è quello che sembrava è il modo migliore per capire davvero cosa si sta cercando.

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Esiste una forma di superconduttività che si comporta in modo così bizzarro da essersi guadagnata il soprannome di “fase Lazzaro”. Sparisce, come ci si aspetterebbe, sotto l’effetto di campi magnetici potenti. E fin qui, tutto normale. Ma poi, quando il campo magnetico diventa ancora più forte, quella stessa superconduttività torna in vita. Come se nulla fosse successo. Questo fenomeno è stato osservato nell’uranio ditelluride (UTe2), un materiale che sta mettendo in crisi parecchie certezze della fisica dei materiali.

La scoperta, guidata in parte dal fisico Andriy Nevidomskyy della Rice University, è stata pubblicata sulla rivista Science e racconta qualcosa che, a prima vista, non dovrebbe esistere. In condizioni normali, i campi magnetici sono il nemico giurato dei superconduttori. Anche campi relativamente modesti tendono a indebolire la superconduttività, e quelli più intensi la eliminano del tutto oltre una certa soglia critica. L’uranio ditelluride, però, se ne infischia di questa regola. Già nel 2019 si era scoperto che poteva restare superconduttore in campi magnetici centinaia di volte più forti rispetto a quelli tollerati dai materiali convenzionali. Ma la vera sorpresa è arrivata dopo.

La fase Lazzaro e quell’alone a forma di ciambella

Quello che hanno osservato i ricercatori dell’Università del Maryland e del National Institute of Standards and Technology è qualcosa di davvero controintuitivo. Nell’UTe2, la superconduttività scompare sotto i 10 Tesla, che è già un campo magnetico enorme. Poi, sopra i 40 Tesla, ricompare. Nevidomskyy ha ammesso di essere rimasto sbalordito vedendo i dati sperimentali per la prima volta. La superconduttività ad alto campo sembrava limitata a una direzione molto stretta rispetto al cristallo, senza una spiegazione immediata.

Le misurazioni successive hanno rivelato che la regione superconduttiva assume una forma toroidale, una specie di ciambella tridimensionale che avvolge un asse specifico della struttura cristallina. Un risultato definito “sorprendente e bellissimo” da Sylvia Lewin del NIST, tra le autrici principali dello studio. Per dare un senso a tutto questo, Nevidomskyy ha costruito un modello teorico fenomenologico che si concentra sul comportamento complessivo piuttosto che sui meccanismi microscopici esatti. E i risultati combaciano in modo convincente con i dati sperimentali.

Come magnetismo e superconduttività riescono a convivere

Un aspetto particolarmente affascinante riguarda le coppie di Cooper, le coppie di elettroni responsabili della superconduttività. In questo materiale, si comportano come se possedessero un momento angolare, simile a quello di un oggetto in rotazione. Quando il campo magnetico interagisce con questo moto, produce un effetto direzionale che genera proprio quell’alone osservato sperimentalmente.

C’è poi la questione della cosiddetta transizione metamagnetica, un aumento improvviso della magnetizzazione del campione. La superconduttività ad alto campo appare solo dopo che il campo raggiunge questo valore soglia, che a sua volta dipende fortemente dall’angolo. Gli scienziati stanno ancora discutendo su cosa provochi esattamente questa transizione e su come influenzi il ritorno della superconduttività.

Sapere che le coppie di Cooper nell’uranio ditelluride portano con sé un momento magnetico è, secondo Nevidomskyy, uno dei risultati chiave dello studio. Un punto di partenza solido per le indagini future su un materiale che continua a sorprendere. La ricerca è stata finanziata dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dalla National Science Foundation, con il coinvolgimento di team del NIST, dell’Università del Maryland e del Los Alamos National Laboratory.

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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.

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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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Uno stato quantistico mai osservato prima potrebbe aprire scenari inediti per le tecnologie quantistiche del futuro. La scoperta arriva dai laboratori dell’Università della California a Santa Barbara, dove un gruppo di fisici guidato da Stephen Wilson ha individuato un materiale rarissimo in cui due forme diverse di frustrazione atomica convivono e interagiscono tra loro. Sembra una cosa astratta, e in parte lo è, ma le implicazioni sono tutt’altro che teoriche.

Il punto di partenza è un concetto che in fisica ha un nome piuttosto evocativo: la frustrazione magnetica. Per capirla basta immaginare dei minuscoli magneti disposti sui nodi di un reticolo cristallino. In una griglia quadrata, ogni magnete può orientarsi in direzione opposta rispetto ai vicini, raggiungendo uno stato stabile e a bassa energia. Ma quando la geometria diventa triangolare, le cose si complicano. Non tutti i magneti riescono a puntare in direzione opposta rispetto a tutti i vicini contemporaneamente. Il sistema, in pratica, non trova pace. Resta bloccato in una sorta di competizione permanente, ed è proprio questa condizione che i fisici chiamano frustrazione geometrica.

Due frustrazioni, un solo materiale

La vera novità dello studio, pubblicato su Nature Materials, sta nel fatto che il team di Wilson ha trovato un materiale dove alla frustrazione magnetica si aggiunge una seconda forma di frustrazione: quella legata ai legami elettronici. Quando due ioni vicini cercano di condividere un elettrone formando un cosiddetto dimero atomico, possono trovarsi nella stessa situazione di stallo tipica dei magneti su reticolo triangolare. E quando entrambe le frustrazioni coesistono nello stesso cristallo, nasce qualcosa di davvero insolito.

Wilson ha descritto la scoperta come entusiasmante, perché offre la possibilità concreta di controllare un sistema frustrato agendo sull’altro. In parole più semplici: applicando una piccola deformazione meccanica al reticolo, si potrebbe influenzare lo stato magnetico del materiale, e viceversa. Un campo magnetico esterno potrebbe modificare la struttura dei legami. Questa interazione reciproca è il cuore della ricerca.

Verso il controllo dell’entanglement quantistico

Il gruppo di Santa Barbara lavora da anni con materiali costruiti attorno a reti triangolari di lantanidi, elementi che si trovano nella parte bassa della tavola periodica. Questi reticoli, se progettati con cura, possono dare origine a stati magnetici quantistici intrinsecamente disordinati. Alcuni di questi stati potrebbero ospitare un fenomeno cruciale per l’informatica quantistica: l’entanglement a lungo raggio tra spin.

La domanda che Wilson e colleghi si pongono è diretta: si può accedere a quell’entanglement accoppiando il sistema magnetico frustrato con un secondo strato di frustrazione nei legami? Se la risposta fosse sì, significherebbe poter “accendere” o modulare proprietà quantistiche esotiche semplicemente applicando uno stimolo meccanico o un campo magnetico. Niente laser complicatissimi, niente temperature impossibili da raggiungere. Solo due sistemi frustrati che si parlano.

Wilson ha anche ipotizzato che dalla prossimità di questi due reticoli frustrati possano emergere forme diverse di ordine, nucleate proprio dall’interazione tra i due strati. È quella che ha definito “l’idea nel quadro generale”. La scienza di base, per ora. Ma con un occhio molto attento a quello che potrebbe diventare domani. Perché quando si riesce a controllare lo stato quantistico di un materiale attraverso stimoli così semplici, la distanza tra laboratorio e applicazione reale si accorcia parecchio.

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