Fisica della materia condensata

La fisica della materia condensata è la branca della fisica moderna che studia le proprietà fisiche microscopiche della materia. I virtualmente infiniti riarrangiamenti della materia, combinati con micro/nano-strutturazione, continuano a porre nuove sfide alla ricerca per lo sviluppo di composti e materiali innovativi caratterizzati da proprietà controllabili di interesse sia fondamentale che applicativo.

La fisica della materia condensata si interessa di sistemi estesi (solidi, liquidi, “materia soffice”) all’equilibrio termodinamico, ma anche di nano-aggregati e di fenomeni fuori-equilibrio, quali l’attrito e la dissipazione a livello atomico; interazione della radiazione con la materia, comprendente diverse spettroscopie, nonché lo sviluppo di modelli teorici e metodi sperimentali. È di gran lunga il campo di ricerca più ampio della fisica contemporanea presentando numerose sovrapposizioni con la chimica, la scienza dei materiali, l’elettronica, le nanotecnologie e l’ingegneria.

La sezione di Fisica teorica della materia condensata comprende due filoni di ricerca principali:

  1. Proprietà di trasporto su scala nano e micrometrica – Mentre la necessità di ottenere dispositivi sempre più miniaturizzati ci spinge a studiare il trasporto di carica alla nanoscala, occorre tenere in considerazione effetti quantistici. Nel nano-mondo la corrente elettrica si propaga in modo radicalmente diverso da quanto accade in dispositivi macroscopici. Lo spin elettronico, assieme alla coerenza quantistica aprono inoltre la strada a nuovi paradigmi per la computazione e i calcolatori quantistici, che rappresentano lo scopo ultimo delle tecniche di miniaturizzazione. Il nostro gruppo studia queste tematiche sfruttando un insieme di tecniche analitiche e numeriche.
  2. Proprietà strutturali e termodinamiche di nanoparticelle – I materiali, nella forma di particelle di dimensioni nanometriche, hanno proprietà sorprendentemente diverse da quelle hanno su scala macroscopica. La struttura delle nanoparticelle metalliche, per esempio, può essere molto diversa da quella dei materiali metallici che conosciamo. Questo ha importanti ripercussioni applicative, per esempio allo sviluppo di materiali catalizzatori. Il nostro gruppo usa strumenti computazionali per studiare la struttura geometrica delle nanoparticelle, e con modelli classici e quantistici facciamo previsioni sulla loro stabilità e sul loro comportamento al variare della temperatura.
Torna su