Padova, 13 febbraio 2026 – Un gruppo di ricercatori italiani, guidato dalle Università di Padova e Bologna insieme al Consiglio Nazionale delle Ricerche, ha fatto un passo avanti decisivo nel controllo dei materiali quantistici. La loro scoperta, pubblicata ieri su Nature Communications, potrebbe cambiare il modo in cui si progettano le tecnologie del futuro e aprire nuove strade per capire fenomeni ancora avvolti nel mistero, come la superconduttività.
La scoperta italiana che svela i segreti dei materiali kagome
Al centro dello studio c’è il composto CsTi3Bi5, un esempio di quelli chiamati materiali kagome. Il nome deriva dai cesti intrecciati giapponesi, caratterizzati da forme di esagoni e triangoli. “Proprio questa particolare struttura geometrica è ciò che rende questi materiali così speciali”, spiega Federico Mazzola, fisico dell’Università di Padova. Gli elettroni non si muovono a caso, ma si organizzano insieme, dando vita a proprietà nuove e sorprendenti.
In laboratorio, i ricercatori hanno visto che gli elettroni in CsTi3Bi5 rompono spontaneamente la simmetria di rotazione del sistema. In pratica, scelgono una direzione preferita senza che la struttura atomica si pieghi o cambi forma. Questo fenomeno prende il nome di nematicità elettronica.
Nematicità elettronica, un fenomeno atteso da tempo
La nematicità elettronica non è una novità per gli esperti di fisica dei materiali. “Era da tempo che si pensava fosse un elemento chiave per capire i materiali quantistici”, racconta Domenico Di Sante, docente all’Università di Bologna. Ma fino a ora mancava una prova sperimentale chiara che dimostrasse che nasce solo dagli elettroni, senza che la struttura atomica si muova.
Per arrivare a questo risultato, il team ha usato una combinazione di tecniche: spettroscopia fotoelettronica, luce di sincrotrone e calcoli teorici molto precisi. Grazie a questi strumenti, hanno potuto vedere che l’instabilità nematica parte proprio dagli elettroni, senza interventi esterni o deformazioni strutturali. Un fenomeno teorizzato più di sessant’anni fa, ma mai visto con tanta chiarezza.
Cosa cambia per la superconduttività e le tecnologie di domani
Questa scoperta apre nuove possibilità per capire meglio la superconduttività e altri fenomeni quantistici ancora poco chiari. I materiali kagome, come il CsTi3Bi5, sono tra i candidati migliori per ospitare stati elettronici particolari e potrebbero diventare la base per dispositivi elettronici di ultima generazione.
“Se riusciamo a controllare la nematicità elettronica, possiamo immaginare materiali con proprietà fatte su misura”, sottolinea Mazzola. Questo potrebbe tradursi in computer più veloci, sensori più precisi o sistemi per trasportare energia senza dispersioni. Per ora, però, i ricercatori mantengono i piedi per terra: “Siamo solo all’inizio – aggiunge Di Sante – ma il potenziale è enorme”.
L’Italia protagonista nella ricerca internazionale
Lo studio ha visto la collaborazione di partner stranieri ed è parte di una rete che mette l’Italia al centro della ricerca sui materiali quantistici. Il prossimo passo sarà capire se la nematicità elettronica osservata nel CsTi3Bi5 si trova anche in altri materiali simili e come si potrà usare nella pratica.
Secondo le prime valutazioni, questa ricerca potrebbe aiutare a capire fenomeni come la resistenza elettrica zero o la nascita di nuovi stati della materia. “C’è ancora tanto da scoprire”, ammette Mazzola. Ma la strada è chiara: controllare i materiali quantistici non è più solo teoria, è un obiettivo concreto per la scienza italiana e europea.