\tNel mondo microscopico, dove operano le moderne macchine miniaturizzate, una delle nuove frontiere della tecnologia, finch\u00e9 siamo in presenza di due sole particelle le cose sono tutto sommato semplici. Quando per\u00f2 se ne aggiungono altre, la situazione pu\u00f2 diventare pi\u00f9 complicata di quel che ci suggerisce il senso comune. Immaginate di spingere la macchina in due: la forza che ottenete \u00e8 semplicemente la somma delle vostre forze. Se invece siete in tre, otterrete una forza risultante che \u00e8 la somma delle tre forze, e via dicendo. Ora per\u00f2 immaginate di essere un colloide, cio\u00e8 una particella solida di pochi millesimi di millimetro, immersa in un fluido. Davanti a voi c\u2019\u00e8 un'altra particella simile. Se nel fluido che vi separa ci sono fluttuazioni termiche \u201ccritiche\u201d, allora potrete respingere o attrarre l\u2019altra particella senza nemmeno bisogno di toccarla: ci pensano le fluttuazioni. In altre parole, si crea una forza di interazione, detta forza di \u201cCasimir critica\u201d, come se foste unite da una molla invisibile. Per avere le fluttuazioni critiche, basta usare uno dei tanti liquidi trasparenti composti da una miscela di due componenti che per\u00f2 gradualmente si separano, come fossero olio e acqua, quando la loro temperatura viene innalzata.<\/p>\n<\/p>\n
\tCosa succede per\u00f2 se arriva un terzo colloide? \u201cUna cosa controintuitiva: la forza complessiva che una particella \u2018percepisce\u2019 su di s\u00e9 \u00e8 diversa dalla somma delle interazioni con ciascuna delle altre due, se queste fossero presenti da sole\u201d, spiega Andrea Gambassi<\/strong>, professore della SISSA, fra gli autori dello studio. Gambassi non \u00e8 nuovo agli studi sulle forze di Casimir critiche: nel 2008 infatti \u00e8 stato fra gli autori di una ricerca, pubblicata su Nature, che ha misurato direttamente per la prima volta queste forze, predette teoricamente gi\u00e0 nel 1978. \u201cIn parole semplici\u201d, continua lo scienziato, \u201cle forze non si sommano in maniera lineare, come nell\u2019esperienza quotidiana. Ci troviamo di fronte a quello che i fisici chiamano effetto a molti corpi, tipico delle forze indotte da fluttuazioni\u201d.<\/p>\n \tLa nuova ricerca ha misurato per la prima volta questo effetto in un sistema formato da microsfere di vetro (diossido di silicio) immerse in un fluido. Ricostruendo le forze di Casimir critiche quando il sistema \u00e8 formato da due particelle e quando \u00e8 formato da tre, i ricercatori hanno dimostrato la non additivit\u00e0 di queste forze. \u201cConoscere questi effetti \u00e8 molto importante, sia dal punto di vista della ricerca di base, sia dal punto di vista pratico, per coloro che studiano come creare micro-macchine in grado\u00a0 di svolgere i pi\u00f9 svariati compiti. Ogni micro-macchina infatti \u00e8 formata da diverse componenti che si muovono le une rispetto alle altre, e per capire come i diversi \u2018ingranaggi\u2019 interagiscono questa conoscenza \u00e8 cruciale, soprattutto in presenza di fluidi\u201d, spiega Gambassi. \tRaggi laser, pinzette ottiche e miscele critiche<\/em><\/strong><\/p>\n \tL\u2019esperimento, condotto dal gruppo del professor Giovanni Volpe<\/strong> dell\u2019Universit\u00e0 di Bilkent in Turchia, \u00e8 ingegnoso: i colloidi sono stati immersi nel fluido costituito da una miscela di acqua e lutidina (una sostanza oleosa). Sotto i 34\u00b0C questa miscela \u00e8 simile all\u2019acqua, ma al di sopra avviene la transizione di fase: prima il fluido diventa opaco per effetto delle fluttuazioni critiche e poi si osserva la stratificazione dell\u2019olio sopra all\u2019acqua. \u201c\u00c8 proprio in prossimit\u00e0 della transizione di fase che abbiamo osservato questi effetti a molti corpi\u201d spiega Volpe.<\/p>\n \tI colloidi immersi nel fluido, per\u00f2, si muovono casualmente e si diffondono con moto browniano, il movimento causale tipico dei corpuscoli immersi in un liquido, spiegato teoricamente da Einstein. Per poterli \u201cconfinare\u201d, il fluido \u00e8 stato illuminato con dei sottili fasci laser focalizzati in un punto: quando le particelle entrano dentro un fascio tendono a rimanere dove la luce \u00e8 pi\u00f9 intensa. Si dice in questo caso che il laser si comporta come una pinzetta ottica. Tenendo vicini due colloidi con due fasci laser \u00e8 possibile misurare con precisione i loro movimenti casuali tramite un video girato al microscopio e da questo ricostruire con metodi statistici le forze in gioco fra di loro. Sempre con l\u2019ausilio di una pinzetta ottica, i ricercatori hanno poi aggiunto un terzo colloide.<\/p>\n \tA questo punto il gioco \u00e8 stato semplice: \u201cAbbiamo infatti osservato che in corrispondenza della transizione di fase il confronto fra la situazione a due e quella a tre dimostra che non c\u2019\u00e8 l\u2019addizione lineare delle forze in gioco, e che si verifica un effetto a molti corpi\u201d, spiega il professor Siegfried Dietrich, direttore nell\u2019istituto Max-Planck per i Sistemi Intelligenti di Stoccarda in Germania, coautore dello studio. spiega Gambassi. \u201cNaturalmente se aggiungessimo ulteriori particelle la situazione si farebbe ancora pi\u00f9 complicata e interessante\u201d. \u201cAbbiamo cos\u00ec dimostrato che l\u2019effetto molti corpi \u00e8 reale, e siamo riusciti a misurarlo con una precisione insperata: si tratta pur sempre di forze di un millesimo di miliardesimo di grammo\u201d, conclude Volpe. \u201cAdesso vogliamo utilizzarle per progettare e sviluppare nuove macchine microscopiche\u201d.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Studio della SISSA<\/p>\n","protected":false},"author":28,"featured_media":19632,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"dwc-title":[],"dwc-content":[],"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-19631","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-societa"],"rttpg_featured_image_url":{"full":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",750,457,false],"landscape":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",750,457,false],"portraits":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",750,457,false],"thumbnail":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1-150x150.webp",150,150,true],"medium":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1-300x183.webp",300,183,true],"large":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",640,390,false],"thumblist":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",300,183,false],"thumbrelated":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",500,305,false],"meccarouselthumb":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",474,289,false],"gridsquare":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",391,238,false],"tileview":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",300,183,false],"1536x1536":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",750,457,false],"2048x2048":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",750,457,false],"newsup-slider-full":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",750,457,false],"newsup-featured":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",750,457,false],"newsup-medium":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1-720x380.webp",720,380,true],"tptn_thumbnail":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1.webp",250,152,false],"sow-carousel-default":["https:\/\/imagazine.it\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/13914-1-272x182.webp",272,182,true]},"rttpg_author":{"display_name":"redazione","author_link":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/author\/redazione\/"},"rttpg_comment":0,"rttpg_category":"SOCIET\u00c0<\/a>","rttpg_excerpt":"Studio della SISSA","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/19631","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/users\/28"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=19631"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/19631\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19632"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=19631"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=19631"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/imagazine.it\/home_desk\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=19631"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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