Molecole magnetiche: dalle origini della vita al computer quantistico

Roberta Sessoli, Università degli Studi di Firenze

Il magnetismo è una delle proprietà più affascinanti della materia, e di fondamentale rilevanza tecnologica. Il magnetismo di alcuni metalli e dei loro ossidi è un settore di ricerca ampiamente sviluppato a cui negli ultimi decenni si è affiancato lo studio di materiali più complessi e di origine molecolare. Partendo dall’esempio più semplice di magnetismo molecolare, ovvero quello dell’ossigeno, e dalla sua rilevanza per la reattività di questo elemento fondamentale per la vita, la conferenza si concentra sulla proprietà fondamentale del magnetismo: il fenomeno dell’isteresi a cui è legato l’effetto memoria sfruttato per immagazzinare l’informazione.
La quantità sempre crescente di informazioni da immagazzinare attraverso la miniaturizzazione delle memorie magnetiche ha spinto la ricerca verso i limiti oltre cui la fisica quantistica domina il comportamento della materia. Le molecole sono per loro natura oggetti sub-nanometrici che se opportunamente progettati possono immagazzinare informazione oppure essere utilizzati per operazioni quantistiche.
Gli strumenti del magnetismo tradizionale devono però essere sostituiti da altri più sofisticati, come i microscopi a scansione di sonda o l’uso della intensa radiazione di sincrotrone. Sfruttando la versatilità della chimica molecolare è possibile combinare con il magnetismo proprietà diverse. Un esempio interessante è l’interazione fra chiralità e magnetismo, fenomeno a cui si dedicò anche Luis Pasteur e che ancora oggi è oggetto di grande interesse per applicazioni tecnologiche nel campo della fotonica e come possibile causa dell’ancora inspiegato sviluppo sulla terra di un solo tipo di chiralità negli esseri viventi.

10 febbraio 2016 | Sala Stemmi