Nella fisica dello stato solido, pochi obiettivi appaiono così ambiziosi quanto l'identificazione di un superconduttore a tripletto. Questi materiali rappresentano una frontiera inesplorata della tecnologia quantistica, promettendo di superare limiti fondamentali che attualmente ostacolano lo sviluppo di computer quantistici stabili e dispositivi spinetronici efficienti. La loro peculiarità risiede nella capacità di trasportare non solo corrente elettrica, ma anche corrente di spin senza alcuna resistenza, aprendo scenari applicativi fino a oggi confinati nel campo della speculazione teorica.
Un gruppo di ricerca guidato dal professor Jacob Linder presso il centro QuSpin dell'Università Norvegese di Scienza e Tecnologia (NTNU) ritiene di aver individuato proprio questo tipo di materiale. Lo studio, condotto in collaborazione con partner sperimentali italiani e pubblicato su Physical Review Letters con la segnalazione della redazione come articolo raccomandato, si concentra su una lega di niobio-renio (NbRe), che mostra caratteristiche incompatibili con quelle dei superconduttori convenzionali.
Per comprendere la portata della scoperta occorre distinguere tra le due categorie di superconduttori. Quelli tradizionali, definiti superconduttori di singoletto, permettono il passaggio della corrente elettrica senza resistenza misurabile, ma le particelle superconduttrici che li caratterizzano non possiedono spin. I superconduttori a tripletto, invece, mantengono questa proprietà quantistica fondamentale degli elettroni, consentendo il trasporto simultaneo di corrente elettrica e di spin senza perdite energetiche.
L'importanza dello spin nella tecnologia quantistica emerge soprattutto quando questa proprietà viene accoppiata con la superconduttività. Uno dei principali ostacoli nello sviluppo dei computer quantistici è infatti l'instabilità delle operazioni di calcolo, che raramente raggiungono livelli di accuratezza sufficienti per applicazioni pratiche. Come spiega Linder, i superconduttori a tripletto potrebbero fornire la soluzione a questo problema strutturale, rendendo possibili fenomeni fisici insoliti con applicazioni dirette nella spintronica e nei dispositivi quantistici avanzati.
La lega NbRe analizzata dal gruppo NTNU presenta un ulteriore vantaggio operativo: diventa superconduttrice a una temperatura di 7 Kelvin, circa -266 gradi Celsius. Nel contesto della superconduttività, dove molti materiali candidati richiedono temperature prossime a 1 K per manifestare le loro proprietà, questo valore rappresenta una soglia relativamente elevata e quindi più facilmente raggiungibile con le attuali tecnologie criogeniche. Entrambi gli elementi costituenti la lega, niobio e renio, sono metalli rari che richiedono processi di estrazione e lavorazione complessi.
I risultati sperimentali mostrano che il comportamento della lega differisce radicalmente da quanto atteso per un superconduttore convenzionale di singoletto. Tuttavia, il team di ricerca mantiene un approccio prudente nella valutazione dei dati. La conferma definitiva della natura a tripletto del materiale richiederà ulteriori verifiche da parte di gruppi sperimentali indipendenti, secondo il protocollo standard della ricerca scientifica peer-reviewed. Saranno inoltre necessari test aggiuntivi specificamente progettati per caratterizzare la superconduttività di tripletto.
Le implicazioni pratiche di una conferma definitiva sarebbero significative per l'intero settore della tecnologia quantistica. L'efficienza energetica dei dispositivi basati su superconduttori a tripletto potrebbe rappresentare un salto qualitativo rispetto alle tecnologie attuali, avvicinando il sogno di sistemi computazionali quantistici stabili e scalabili. La spintronica, disciplina che sfrutta lo spin degli elettroni per trasportare e processare informazioni in modi diversi dall'elettronica convenzionale, trarrebbe benefici particolarmente rilevanti da materiali capaci di mantenere coerenza quantistica e trasmissione senza resistenza.
Il percorso verso l'applicazione pratica rimane tuttavia lungo. La comunità scientifica internazionale è impegnata nella ricerca di materiali con proprietà simili da anni, rendendo ogni avanzamento in questo campo oggetto di scrutinio rigoroso. La replicabilità dei risultati e l'identificazione di altri composti con caratteristiche analoghe costituiranno i prossimi passi critici per trasformare questa promettente osservazione sperimentale in una tecnologia utilizzabile.
