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Fisica della materia condensata

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La Fisica della materia condensata è il campo della Fisica che si occupa delle proprietà fisiche macroscopiche e microscopiche della materia. In particolare si occupa delle fasi “condensate” che appaiono ogni volta che il numero di costituenti in un sistema è estremamente grande e le interazioni tra i costituenti sono forti. Gli esempi più familiari di fasi condensate sono solidi e liquidi, che derivano dalle forze elettromagnetiche tra gli atomi. I fisici della materia condensata cercano di capire il comportamento di queste fasi usando le leggi fisiche. In particolare, includono le leggi della Meccanica quantistica, l'Elettromagnetismo e la Meccanica statistica.

Le fasi condensate più familiari sono solidi e liquidi mentre le fasi condensate più esotiche includono la fase superconduttiva esposta da alcuni materiali a bassa temperatura, le fasi ferromagnetiche e antiferromagnetiche degli spin sui cristalli reticolati degli atomi e il Condensato di Bose-Einstein che si trova nei sistemi atomici ultrafreddi. Lo studio della fisica della materia condensata comporta la misurazione di varie proprietà del materiale attraverso sonde sperimentali e l'utilizzo di metodi di Fisica teorica per sviluppare modelli matematici che aiutino a comprendere il comportamento fisico.

La diversità dei sistemi e dei fenomeni disponibili per lo studio rende la fisica della materia condensata il campo più attivo della fisica contemporanea: un terzo di tutti i fisici americani si autoidentificano come fisici della materia condensata, 1) e la divisione della fisica della materia condensata è la più grande divisione dell'American Physical Society. 2) Il campo si sovrappone alla Chimica, alla Scienza dei materiali e alle Nanotecnologie e si relaziona strettamente con la Fisica atomica e la Biofisica. La Fisica teorica della materia condensata condivide concetti e metodi importanti con quella della Fisica delle particelle e della Fisica nucleare. 3)

Una varietà di argomenti in fisica come cristallografia, metallurgia, elasticità, magnetismo, ecc. furono trattati come aree distinte fino agli anni '40, quando furono raggruppati insieme come Fisica dello stato solido. Intorno al 1960, lo studio delle proprietà fisiche dei liquidi è stato aggiunto a questo elenco, costituendo la base per la nuova specialità correlata della fisica della materia condensata. 4) Secondo il fisico Philip Warren Anderson, il termine fu coniato da lui e da Volker Heine, quando, nel 1967, cambiarono il nome del loro gruppo presso i Cavendish Laboratories di Cambridge da “teoria dello stato solido” a “teoria della materia condensata”. Sebbene Anderson e Heine diffondessero il nome di “materia condensata”, questo era già presente in Europa da alcuni anni, in particolare sotto forma di rivista (pubblicata in inglese, francese e tedesco da Springer-Verlag) intitolata Physics of Condensed Materia, che fu lanciata nel 1963. L'ambito dei finanziamenti e la politica della Guerra Fredda degli anni '60 e '70 furono anche fattori che portarono alcuni fisici a preferire il nome “fisica della materia condensata”, che enfatizzò la comunanza dei problemi scientifici incontrati dai fisici lavorando su solidi, liquidi, plasmi e altri materiali complessi, sulla “fisica dello stato solido”, spesso associata alle applicazioni industriali di metalli e semiconduttori. 5) I Bell Telephone Laboratories furono uno dei primi istituti a condurre un programma di ricerca sulla fisica della materia condensata.

I riferimenti allo stato “condensato” possono essere ricondotti a fonti precedenti. Per esempio, nell'introduzione al suo libro “Kinetic Theory of Liquids” del 1947, Yakov Frenkel propose: «La teoria cinetica dei liquidi deve di conseguenza essere sviluppata come generalizzazione ed estensione della teoria cinetica dei corpi solidi. Sarebbe più corretto unificarli sotto il titolo di “corpi condensati”».


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3)
“Saggio: cinquanta anni di fisica della materia condensata” - Cohen, Marvin L. - 2008
4)
“Un saggio sulla fisica della materia condensata nel XX secolo” - Kohn W - 1999
5)
“Cosa c'è in un cambiamento di nome? Fisica dello stato solido, fisica della materia condensata e scienza dei materiali” - Martin, Joseph D. - 2015
db/fisica_della_materia_condensata.txt · Ultima modifica: 13/04/2019 16:05 (modifica esterna)